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《德布羅意和物質(zhì)波理論的誕生》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、德布羅意和物質(zhì)波理論的誕生——紀(jì)念德布羅意高高誕辰110周年 1924年11月，巴黎大學(xué)舉行了一場(chǎng)不同尋常的博士考試．盡管應(yīng)試的年輕人發(fā)表了令人難以接受的新見(jiàn)解，但考試委員會(huì)成員們被應(yīng)試者的聰明和勇氣所感動(dòng)，為他的大膽假設(shè)—物質(zhì)波理論打開(kāi)了綠燈．眾所周知，物質(zhì)波就是德布羅意波，這位應(yīng)試者的名字將永遠(yuǎn)和物質(zhì)波緊緊聯(lián)系在一起． 1、出擊之前 路易斯·德布羅意（LouisdeBroglie，1892～1987）出生于法國(guó)迪埃普的公爵門(mén)庭，父親曾擔(dān)任法國(guó)首相等要職．他在德賽利中學(xué)讀書(shū)時(shí)，就顯示了出眾的文學(xué)才華而引人注目
2、．18歲時(shí)獲得巴黎大學(xué)歷史學(xué)士學(xué)位，接著又學(xué)習(xí)法律．年青有為的德布羅意尚無(wú)一點(diǎn)跡象表明他日后會(huì)成為著名的物理學(xué)家． 但在20世紀(jì)初物理學(xué)界一個(gè)又一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，首先吸引他的哥哥莫里斯·德布羅意（MauricedeBroglie）獻(xiàn)身于實(shí)驗(yàn)物理學(xué)．在哥哥的影響下，他拜讀了彭加勒、洛倫茲和朗之萬(wàn)等人的科學(xué)著作．后來(lái)他對(duì)普朗克、愛(ài)因斯坦和玻爾等人的工作發(fā)生了興趣，逐步為之神往．大約20歲時(shí)，德布羅意放棄了關(guān)于18世紀(jì)初期法國(guó)內(nèi)政問(wèn)題的學(xué)位考試，轉(zhuǎn)而學(xué)習(xí)理科．不出兩年，即已成為理科學(xué)士（1913年）． 特別要提到一件事情，
3、它對(duì)德布羅意堅(jiān)定學(xué)習(xí)物理學(xué)的決心起著至關(guān)重要的作用．1911年秋，首屆索爾維（Solvay）會(huì)議在布魯塞爾召開(kāi)，莫里斯是這次世界著名科學(xué)家盛會(huì)的秘書(shū)之一．該會(huì)的議題是“輻射理論和量子”，普朗克、愛(ài)因斯坦等一批物理學(xué)大師在會(huì)上作了精彩的報(bào)告，并進(jìn)行了熱烈的討論．會(huì)后，莫里斯協(xié)助朗之萬(wàn)（PaulLargevin，1872～1946）把這些報(bào)告和討論編輯成冊(cè)，用法文出版．德布羅意得天獨(dú)厚地享讀了這些報(bào)告和討論記錄，特別是普朗克和愛(ài)因斯坦分別作的關(guān)于黑體輻射、固體比熱的研究報(bào)告給他留下了難以忘懷的印象．40多年后，德布羅意仍
4、念念不忘地談及這一點(diǎn)：“在我血?dú)夥絼偟臍q月里，非常熱衷于那些曾被討論的問(wèn)題，決心盡我畢生精力去解開(kāi)迷人的量子之謎．這量子之謎早在那10年之前就曾被普朗克引入到理論物理學(xué)中，然而，它的深刻內(nèi)涵還沒(méi)有被掌握”． 大幕籠罩的物理世界，迷霧重重．道道難題，對(duì)勇敢的年輕人是多大的誘惑！德布羅意自度“有純理論家的氣質(zhì)，而不是實(shí)驗(yàn)工作者和工程師的材料……”，他有志于探索物理學(xué)的純概念王國(guó)，但是第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，卻把他從物理學(xué)的理論天地推向了技術(shù)舞臺(tái)．大戰(zhàn)期間，他在埃菲爾鐵塔上的軍用無(wú)線電報(bào)站里服役了6年．這樣，他的物理學(xué)的理
5、想與思考就不以他個(gè)人意志為轉(zhuǎn)移地暫時(shí)中斷了6年． 戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，德布羅意立即投身于物理學(xué)研究之中．在1920～1924年期間，他主要跟隨朗之萬(wàn)攻讀理論物理學(xué)博士學(xué)位，此外還抽出部分時(shí)間到哥哥的實(shí)驗(yàn)室從事X射線的實(shí)驗(yàn)研究這些實(shí)驗(yàn)工作為德布羅意的抽象思維提供了必要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)． 2、邁出重要的一步 曾在第一次世界大戰(zhàn)期間，德布羅意就同哥哥莫里斯一道參與了軍用無(wú)線電的技術(shù)研究工作，掌握了較強(qiáng)的物理實(shí)驗(yàn)技能也是在這一時(shí)期，莫里斯受W·H·布拉格（W．H．Bragg，1862～1942）的影響，把其私人實(shí)驗(yàn)室的主攻方向定在X
6、射線的實(shí)驗(yàn)研究上．在戰(zhàn)爭(zhēng)末期，莫里斯因關(guān)于X射線的卓越實(shí)驗(yàn)研究業(yè)績(jī)而蜚聲物理學(xué)界．大戰(zhàn)結(jié)束后，德布羅意經(jīng)常抽出部分時(shí)間到哥哥的實(shí)驗(yàn)室從事X射線的研究．在X射線的實(shí)驗(yàn)方面德布羅意發(fā)表了一系列研究報(bào)告，為他在法國(guó)物理界贏得了一點(diǎn)名聲．但更有意義的東西卻在于，他和哥哥通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的不可避免的結(jié)論：X射線既是波又是粒子，即X射線具有波粒雙重本質(zhì)． X射線所表現(xiàn)出的雙重本質(zhì)深深地震動(dòng)了德布羅意兄弟倆．為此他們進(jìn)行了長(zhǎng)期熱烈的討論．作為實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家的莫里斯認(rèn)為：X射線應(yīng)當(dāng)是波和粒子的一種“組合”（combination）．但具
7、有理論家氣質(zhì)的德布羅意認(rèn)為哥哥的觀點(diǎn)并不準(zhǔn)確也不具體．他在回憶他們的討論時(shí)說(shuō)：“我哥哥認(rèn)為X射線是波和粒子的一種組合，但是，作為一個(gè)非理論家，他對(duì)它沒(méi)有特別清楚的認(rèn)識(shí)．”“同我哥哥進(jìn)行的這些長(zhǎng)期討論……對(duì)我非常有益，這些討論使我深深考慮將波的觀點(diǎn)和粒子的觀點(diǎn)必須綜合在一起的必要性．”1921年4月，第三屆索爾維會(huì)議在布魯塞爾召開(kāi)，莫里斯應(yīng)邀到會(huì)報(bào)告了他剛完成的X射線在重核上漫射實(shí)驗(yàn)研究，這個(gè)實(shí)驗(yàn)再次證實(shí)了輻射是按量子一份份地被吸收的．德布羅意也希望參加這次會(huì)議，但他未被邀請(qǐng)．這一次拒絕對(duì)他刺激較大，他發(fā)誓一定要用自己
8、的發(fā)現(xiàn)去爭(zhēng)取以后會(huì)議的請(qǐng)貼．果然，在1927年召開(kāi)的第五屆索爾維會(huì)議上，他如愿以償． 為尋找一個(gè)綜合波粒兩方面的“輻射的綜合理論”，德布羅意仔細(xì)研究了愛(ài)因斯坦的有關(guān)經(jīng)典論文，并于1922年11月發(fā)表了一篇題為《黑體輻射與光量子》的論文，這是波相理論誕生的先聲．這標(biāo)志著德布羅意向前邁出重要的一步．值得慶幸的是，對(duì)量子論的興趣引導(dǎo)他朝著將物質(zhì)波動(dòng)
