光作为物质波的波长与光作为电磁波的波长相等吗?光作为物质波的频率与光作为电磁波的频率相等吗?

jacky8577 1年前 已收到1个回答 举报

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是的,根据德布罗意关系,质能方程,p=h/λ ,E=mc^2=hf ,f*λ =V波 ,p=m*V动 其中,λ 是波长,f是频率,c是光速,m是粒子动质量,V动 是粒子的运动速度,V波 是粒子物质波的波速,对于光,既可以看做光子,也可以看做光波,其波速以及运动速度都是c,频率是确定的,所以对于物质波的波长以及作为电磁波的波长是相同的,本身光的波粒二象性就表明这二者就是无法区分的,物理等效的.另外,频率是与光源有关的,不会产生变化.总而言之,就是光作为物质波和电磁波完全等效,在物理公式的描述上没有区别.

1年前 追问

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jacky8577 举报

一束光射进水里,其频率f不变,传播速度v会变慢,由λ=vf可知,其波长会变小。(光射入水中导致传播速度变小波长变短是我在高中的物理课本上学习到的) 但若看作光子束物质波,其频率f不变,传播速度v会变慢,再由v•u=c*2可知,其相速度u会变大,而光作为物质波的波长λ=uf,所以其波长会变大。(张三慧的≪大学物理学≫上看的) 同是这束光,一个波长变大,一个波长变小。怎说俩波长相同?

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λ=v/f,这里的v确实是指波速,确实v减少,波长会减小。研究光在介质中的传播,一般都是使用光的波动性,光的粒子性来解释的物理现象一般是光电效应。这个时候,光的波动指的是电磁波。光速指的也是电磁波的波头速度。然而,如果此时非要考虑光未表现出来的粒子性,默认是把粒子的传播速度当成电磁波的速度,但是,此时,物质波的体现就有些复杂,物质波的波速并不衡量光波的传播。楼主所考虑的电磁波和物质波的区别很深刻,我之前确实并未考虑过非真空的情况。如果硬要考虑光是物质波,其实还是考虑光的粒子性,确实认为二者的波长不同是合理的。这样来解释没有问题。有一点必须说明的是,介质中光的传播很复杂,光的频率可能会与介质有关,而且光波的速度的定义需要明确是哪部分,不然会使得公式各个量的含义不明。上面个各个公式的基础是在真空中,所以,公式使用的局限性也有待考虑。就是说公式在介质中是否成立有待重新检查推到过程。 不过,最简单的处理,可以认为,在介质中,光的电磁波长与物质波长不同。
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