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《德布羅意和物質(zhì)波理論的誕生》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、德布羅意和物質(zhì)波理論的誕生——紀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解，但考試委員會成員們被應(yīng)試者的聰明和勇氣所感動，為他的大膽假設(shè)—物質(zhì)波理論打開了綠燈．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）出生于法國迪埃普的公爵門庭，父親曾擔任法國首相等要職．他在德賽利中學(xué)讀書時，就顯示了出眾的文學(xué)才華而引人注目
2、．18歲時獲得巴黎大學(xué)歷史學(xué)士學(xué)位，接著又學(xué)習法律．年青有為的德布羅意尚無一點跡象表明他日后會成為著名的物理學(xué)家． 但在20世紀初物理學(xué)界一個又一個重大發(fā)現(xiàn)，首先吸引他的哥哥莫里斯·德布羅意（MauricedeBroglie）獻身于實驗物理學(xué)．在哥哥的影響下，他拜讀了彭加勒、洛倫茲和朗之萬等人的科學(xué)著作．后來他對普朗克、愛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，德布羅意放棄了關(guān)于18世紀初期法國內(nèi)政問題的學(xué)位考試，轉(zhuǎn)而學(xué)習理科．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、它對德布羅意堅定學(xué)習物理學(xué)的決心起著至關(guān)重要的作用．1911年秋，首屆索爾維（Solvay）會議在布魯塞爾召開，莫里斯是這次世界著名科學(xué)家盛會的秘書之一．該會的議題是“輻射理論和量子”，普朗克、愛因斯坦等一批物理學(xué)大師在會上作了精彩的報告，并進行了熱烈的討論．會后，莫里斯協(xié)助朗之萬（PaulLargevin，1872～1946）把這些報告和討論編輯成冊，用法文出版．德布羅意得天獨厚地享讀了這些報告和討論記錄，特別是普朗克和愛因斯坦分別作的關(guān)于黑體輻射、固體比熱的研究報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：“在我血氣方剛的歲月里，非常熱衷于那些曾被討論的問題，決心盡我畢生精力去解開迷人的量子之謎．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)涵還沒有被掌握”． 大幕籠罩的物理世界，迷霧重重．道道難題，對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)，而不是實驗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，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．大戰(zhàn)期間，他在埃菲爾鐵塔上的軍用無線電報站里服役了6年．這樣，他的物理學(xué)的理
5、想與思考就不以他個人意志為轉(zhuǎn)移地暫時中斷了6年． 戰(zhàn)爭結(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，他主要跟隨朗之萬攻讀理論物理學(xué)博士學(xué)位，此外還抽出部分時間到哥哥的實驗室從事X射線的實驗研究這些實驗工作為德布羅意的抽象思維提供了必要的實驗基礎(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線電的技術(shù)研究工作，掌握了較強的物理實驗技能也是在這一時期，莫里斯受W·H·布拉格（W．H．Bragg，1862～1942）的影響，把其私人實驗室的主攻方向定在X
6、射線的實驗研究上．在戰(zhàn)爭末期，莫里斯因關(guān)于X射線的卓越實驗研究業(yè)績而蜚聲物理學(xué)界．大戰(zhàn)結(jié)束后，德布羅意經(jīng)常抽出部分時間到哥哥的實驗室從事X射線的研究．在X射線的實驗方面德布羅意發(fā)表了一系列研究報告，為他在法國物理界贏得了一點名聲．但更有意義的東西卻在于，他和哥哥通過實驗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)深深地震動了德布羅意兄弟倆．為此他們進行了長期熱烈的討論．作為實驗物理學(xué)家的莫里斯認為：X射線應(yīng)當是波和粒子的一種“組合”（combination）．但具
7、有理論家氣質(zhì)的德布羅意認為哥哥的觀點并不準確也不具體．他在回憶他們的討論時說：“我哥哥認為X射線是波和粒子的一種組合，但是，作為一個非理論家，他對它沒有特別清楚的認識．”“同我哥哥進行的這些長期討論……對我非常有益，這些討論使我深深考慮將波的觀點和粒子的觀點必須綜合在一起的必要性．”1921年4月，第三屆索爾維會議在布魯塞爾召開，莫里斯應(yīng)邀到會報告了他剛完成的X射線在重核上漫射實驗研究，這個實驗再次證實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議，但他未被邀請．這一次拒絕對他刺激較大，他發(fā)誓一定要用自己
8、的發(fā)現(xiàn)去爭取以后會議的請貼．果然，在1927年召開的第五屆索爾維會議上，他如愿以償． 為尋找一個綜合波粒兩方面的“輻射的綜合理論”，德布羅意仔細研究了愛因斯坦的有關(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．這標志著德布羅意向前邁出重要的一步．值得慶幸的是，對量子論的興趣引導(dǎo)他朝著將物質(zhì)波動
