如何理解物质波？

物质波概念是法国科学家德布罗意提出的。

在此之前玻尔已经提出了他著名的玻尔模型。玻尔模型的要点是三条：

1.氢原子中的电子以正圆轨道运动，但他们只能在特定半径上运动。这些状态被玻尔称之为定态。

2.氢原子中的电子可以在不同定态间发生跃迁，电子可以从较低能量的定态跃迁到较高能量的定态，并同时吸收一个光子。光子的能量hν等于两个定态的能量差。

电子也可以从较高能量的定态跃迁到较低能量的定态，同时释放出一个光子，光子的能量hν也等于两个定态间的能量差。

3.那么现在最重要的事情就是问定态是如何定下来的？电子到底在哪些半径上围绕原子核运动？玻尔给出的条件是角动量量子化，即电子做轨道运动的角动量L等于nh/2π，这里h是普朗克常数，n是1，2，3……

分析以上三条基本假设，2可以理解为能量守恒，而1，3则有些无厘头了，完全是硬性的规定，没有道理。

德布罗意的工作就是尝试性地给出一个道理来。

德布罗意认为电子的运动可以理解为某种波动（物质波），驻波对应的就是定态条件。

德布罗意认为物质波的波长符合如下关系：

左侧的λ是物质波的波长，而右侧的h是普朗克常数，p是电子的动量。

假设物质波在圆周2πr上形成驻波，驻波条件是：

2πr=nλ，n=1,2,3,...

这意味着：

换句话说，通过引入物质波概念我们就解释了玻尔模型。

根据物质波的概念，任何粒子的运动在微观物理中都可以被想象为是一种波长为λ=h/p的波动现象，只要是波动现象就应该有干涉-衍射现象。基于此，戴维逊和革末真的用一束电子做了衍射实验，并确实观测到了电子密度的“衍射条纹”。

戴维逊-革末实验示意图。电子束被打在镍靶上，镍靶在这里的作用相当于是一组衍射光栅。

这说明传统上被认为是粒子的物理对象确实在微观物理中体现为一种波动，因此我们需要发展一种新的力学来描述微观粒子的运动，这就是量子力学，在量子力学中粒子的运动状态是用波函数来描述的。