2、量子力学基础：最弱束缚电子理论

量子力学基础：最弱束缚电子理论

1. 波粒二象性

光的干涉、衍射和偏振等现象表明光由波组成；而黑体辐射、光电效应等现象则证明光由粒子构成。因此，光同时具有波和粒子的特性。

受光的波粒二象性启发，1923 年法国物理学家 L.V. 德布罗意提出假设，认为所有物质（静止质量 $m \neq 0$ 的粒子，如电子、原子、分子等）都具有波动性，并给出了著名的公式：
$\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}$
这个公式被称为德布罗意公式，它将具有粒子性的动量 $p$ 与具有波动性的波长 $\lambda$ 联系起来。与物质粒子相关的波被称为德布罗意波或物质波。

德布罗意的假设后来通过一系列实验得到证实，包括电子束、氦原子束、氢分子束等。其中最著名的实验之一是 C. J. 戴维森和 L. H. 革末进行的电子衍射实验。

2. 不确定性原理

在宏观世界中，物体的位置和动量可以同时被精确测量。物体沿着确定的路径（或轨迹）在空间中运动，这些路径或轨迹遵循牛顿定律。通过追踪每个物体的确切路径或轨迹，可以区分不同的物体。

然而，在微观世界中，由于波粒二象性，同时测量微观粒子的位置和动量的精度存在基本限制。1927 年，W. 海森堡指出，不可能同时精确确定微观粒子的位置和动量。其不确定性满足以下公式：
$\Delta p\Delta q \geq \frac{\hbar}{2}$
其中，$\hbar = \frac{h}{2\pi}$，$h$ 是普朗克常数；$\Delta q$ 表示微观粒子位置的不确定度；$\Delta p$ 表示其动量的不确定度。