南京大学马小松团队实现光的波粒二象性的可控叠加
光究竟是波还是粒子，还是二者的叠加？这个问题对于有点量子力学基础的人并不难回答，但难以回答的是人们能否对这种叠加性质进行操控？ 2019年9月2日，南京大学物理学院马小松教授团队在自然杂志子刊《自然-光子学》上报道了他们的最新研究结果，该团队首次演示了单光子波动性和粒子性的非局域可控叠加。 在人类科学发展进程中，对光究竟是粒子还是波的争论经历了几个世纪，包括欧几里得、笛卡尔、牛顿等在内的伟大科学家们都参与了对于光的本质的讨论。很长时间光一直被认为是由一颗颗粒子组成的，直到19世纪初，托马斯·杨在双缝干涉实验中发现了光的干涉现象，展示了光的波动性质，为光是“波”提供了证据。20世纪在量子物理的建立过程中，人们对光的认识才形成了比较完整的框架，即波粒二象性。用通俗的话说即：光既是粒子、也是波，或者说光具有波粒二象性，处于波与粒子的叠加态。 那么是否可以找到某些控制手段，让单个光子按照需要仅表现为粒子、或者仅表现为波？为此人......阅读全文
南京大学马小松团队实现光的波粒二象性的可控叠加
光究竟是波还是粒子，还是二者的叠加？这个问题对于有点量子力学基础的人并不难回答，但难以回答的是人们能否对这种叠加性质进行操控？ 2019年9月2日，南京大学物理学院马小松教授团队在自然杂志子刊《自然-光子学》上报道了他们的最新研究结果，该团队首次演示了单光子波动性和粒子性的非局域可控叠加。
波粒二象性的概念
波粒二象性（wave-particle duality）指的是所有的基本粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述，也可以部分地用波的术语来描述。这意味着经典的有关“粒子”与“波”的概念失去了完全描述量子范围内的物理行为的能力。爱因斯坦这样描述这一现象：“好像有时我们必须用一套理论，有时候又必须用另
什么是波粒二象性？
波粒二象性（wave-particle duality）指的是所有的基本粒子或量子不仅可以部分地以粒子的术语来描述，也可以部分地用波的术语来描述。这意味着经典的有关“粒子”与“波”的概念失去了完全描述量子范围内的物理行为的能力。爱因斯坦这样描述这一现象：“好像有时我们必须用一套理论，有时候又必须用另
波粒二象性的理论概述
在经典力学里，研究对象总是被明确区分为“纯”粒子和“纯”波动。前者组成了我们常说的“物质”，后者的典型例子则是光波。波粒二象性解决了这个“纯”粒子和“纯”波动的困扰。它提供了一个理论框架，使得任何物质有时能够表现出粒子性质，有时又能够表现出波动性质。量子力学认为自然界所有的粒子，如光子、电子或是原子
波粒二象性的研究发展
1905年，爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释，人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。1924年，德布罗意提出“物质波”假说，认为和光一样，一切物质都具有波粒二象性。根据这一假说，电子也会具有干涉和衍射等波动现象，这被后来的电子衍射试验所证实。 2015年瑞士洛桑联邦理工学院科学家成功拍
波粒二象性的发展简史
在十九世纪末，原子理论逐渐盛行，根据原子理论的看法，物质都是由微小的粒子——原子构成。比如原本被认为是一种流体的电，由汤普森的阴极射线实验证明是由被称为电子的粒子所组成。因此，人们认为大多数的物质是由粒子所组成。而与此同时，波被认为是物质的另一种存在方式。波动理论已经被相当深入地研究，包括干涉和衍射
波粒二象性的发展历程
惠更斯、牛顿 按照惠更斯原理，波的直线传播与球面传播。 较为完全的光理论最早是由克里斯蒂安·惠更斯发展成型，他提出了一种光波动说。使用这理论，他能够解释光波如何因相互干涉而形成波前，在波前的每一点可以认为是产生球面次波的点波源，而以后任何时刻的波前则可看作是这些次波的包络。从他的原理，可以给出波
含800个原子的巨大分子打破量子叠加态原观察纪录
量子力学的核心概念之一，就是波粒二象性，所有对象都可以被看作同时具备波的特质及粒子的特质。而据日前发表在arXiv预印本网站上的一篇论文称，维也纳大学的物理学家们完成了迄今最宏观的波粒二象性观察实验，打破了波粒二象性的分子大小原有纪录——这个巨大分子包含超过800个原子，由大约5000个质子、5
德布罗意与物质波的概念
在光具有波粒二象性的启发下，法国物理学家德布罗意（1892～1987）在1924年提出一个假说，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微观粒子，包括电子和质子、中子，都有波粒二象性。他把光子的动量与波长的关系式p=h/λ推广到一切微观粒子上，指出：具有质量m 和速度v 的运动粒子也具有波动性，这种波的
量子具有什么特性又有什么作用
量子究竟是什么量子（quantum）是现代物理的重要概念。即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。1900 年，普朗克首次提出量子概念，用来解决困惑物理界的“紫外灾难”问题。紫外灾难：19世纪末，科学界许多科学家已经开始深入研究电磁波，由此诞生了黑
捕获单原子的两种方式
一是采用扫描隧道显微镜（STM）或原子力显微镜等在固体表面捕获并操纵单个原子。典型的工作是由IBM的科学家在二十世纪九十年代完成的，他们采用STM移动吸附在金属表面的原子来排列成各种形状，尤其是用48个铁原子在铜表面形成半径为7.13纳米的量子空心围栏，并观察到囚禁表面态电子形成的驻波。这种方案主要
微波频率范围是多少
频率为300MHz-300GHz。微波，是频率范围300MHz~3THz的电磁波（1THz=1000GHz），波长在1毫米到1米之间，是分米波、厘米波与毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频无线电波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
透射电镜下看到的原子像的物理意义是什么？
所谓TEM，就是一个放大镜叠加了一台照相机。这台放大镜的放大倍数比较高，可高达一百万倍。当然，抛开分辨率谈放大倍数都是耍流氓，那么，TEM的分辨率有多高呢？答案是 it depends。一般来说，TEM的分辨率要在1到2个纳米，STEM更高，但是STEM得成像技术类似于SEM，但用的不是二次电子。我
Transmission－Electron－Microscope－(TEM)
所谓TEM，就是一个放大镜叠加了一台照相机。这台放大镜的放大倍数比较高，可高达一百万倍。当然，抛开分辨率谈放大倍数都是耍流氓，那么，TEM的分辨率有多高呢？答案是 it depends。一般来说，TEM的分辨率要在1到2个纳米，STEM更高，但是STEM得成像技术类似于SEM，但用的不是二次电子。我
X射线的特点介绍
X射线与可见光相比，除了具有波粒二象性的共同性质之外，还因其波长短、能量大而显示其特性： 1、穿透能力强； 2、折射率几乎等于1； 3、透过晶体时发生衍射。
双缝实验首次在时间维度重建
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/497882.shtm原始双缝实验艺术图。图片来源：英国《自然》杂志网站科技日报讯 （记者刘霞）英国科学家在3日出版的《自然·物理学》杂志上发表论文指出，他们借助一种能在飞秒（千万亿分之一秒）内改变特性的“
电视机是通过红外线还是蓝外线
可见光是电磁波中的一段，频率低于红光的电磁波和高于紫光的部分我们是看不到的，称为红外线和紫外线。紫光的频率是高于蓝光的，不可能有“蓝外线”的说法。如果说电视本身发出的光当然是可见光范围。而对于遥控，因为电磁波有波粒二象性，即既有粒子性又有波动性。频率越低的电磁波波动性强，就容易衍射。而频率越高的电磁
关于微波消解系统的简介
微波消解系统可用于食品、纺织、塑料、地质、冶金。 微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电
X荧光光谱仪的优缺点及分类
X荧光光谱仪（XRF）由激发源（X射线管）和探测系统构成。X射线管产生入射X射线（一次X射线），激发被测样品，产生X荧光（二次X射线），探测器对X荧光进行检测。优缺点优点a) 分析速度快。测定用时与测定精密度有关，但一般都很短，10～300秒就可以测完样品中的全部待测元素。b) X射线荧光光谱跟
光学显微镜、透射电镜和扫描电镜的区别
电镜工作原理是测不准原理、薛定谔方程、波粒二象性等，理论部分太麻烦，用几张图解释一下。图为光学显微镜和电子显微镜工作原理的示意图图为扫描电镜工作原理图图为扫描电镜工作过程中光路示意图图为老鼠支气管样品图
光子（量子）的主要作用是什么？
光子是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质；而光子的粒子性
中子衍射方法的原理
中子与其他微观粒子一样，具有波粒二象性。当中子波以掠射角射向晶面，在相邻两晶面上反射的中子波，程差为与X射线一样，当等于中子波长的整数倍时，这两支反射波相干而加强，由许多层的相干作用，出现明显的衍射峰。中子衍射的布喇格公式为式中——晶面间距；——掠射角；——散射中子波长；——衍射级次。 在反射中子束
叠加式摇床特点
叠加式恒温摇床广泛应用于对温度、振荡频率、振幅有较高要求的细菌培养、发酵、杂交和生物化学反应及发酵、细胞组织研究等。在医学、生物学、分子学、制药、食品、环保等研究应用领域有着广泛而重要的作用。特点： 1.功能多投资少节能、环保、运行平稳、无噪音、机械免维护。 2.外壳为钢板制作、腔体全镜面不锈
电子衍射实验的实验原理
波在传播过程中遇到障碍物时会绕过障碍物继续传播，在经典物理学中称为波的衍射，光在传播过程表现出波的衍射性，光还表现出干涉和偏振现象，表明光有波动性；光电效应揭示光与物质相互作用时表现出粒子性，其能量有一个不能连续分割的最小单元，即普朗克1900年首先作为一个基本假设提出来的普朗克关系E为光子的能量，
电子衍射实验的实验原理
波在传播过程中遇到障碍物时会绕过障碍物继续传播，在经典物理学中称为波的衍射，光在传播过程表现出波的衍射性，光还表现出干涉和偏振现象，表明光有波动性；光电效应揭示光与物质相互作用时表现出粒子性，其能量有一个不能连续分割的最小单元，即普朗克1900年首先作为一个基本假设提出来的普朗克关系E为光子的能量，
电子衍射实验的实验原理
波在传播过程中遇到障碍物时会绕过障碍物继续传播，在经典物理学中称为波的衍射，光在传播过程表现出波的衍射性，光还表现出干涉和偏振现象，表明光有波动性；光电效应揭示光与物质相互作用时表现出粒子性，其能量有一个不能连续分割的最小单元，即普朗克1900年首先作为一个基本假设提出来的普朗克关系E为光子的能量，
X射线定义及特点介绍
X射线是一种具有较短波长的高能电子波，由于内层轨道电子跃迁或高能电子减速产生，X射线的波长范围为0.01-10nm。介于紫外线和γ射线之间，并具有部分重叠峰。 X射线与可见光相比，除了具有波粒二象性的共同性质之外，还因其波长短、能量大而显示其特性： 1、穿透能力强； 2、折射率几乎等于1；
简述X射线的定义和特点
X射线是一种具有较短波长的高能电子波，由于内层轨道电子跃迁或高能电子减速产生，X射线的波长范围为0.01-10nm。介于紫外线和γ射线之间，并具有部分重叠峰。 X射线与可见光相比，除了具有波粒二象性的共同性质之外，还因其波长短、能量大而显示其特性： 1、穿透能力强； 2、折射率几乎等于1；
光波不是电磁波的相关实验和理论依据
摘要：电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场，是以波动的形式传播的电磁场，具有波粒二象性，速度为光速。电磁波伴随的电场方向，磁场方向，传播方向三者互相垂直，因此电磁波是横波。通过微波卫星电视、小孔成像、反射、折射、棱镜色散实验以及微波屏蔽等实验，证明电磁波、光波两者的特性完全不同，采用频率（波长）无法
电子显微镜的分辨率与光的波长有什么关系
首先,电子显微镜的分辨率与光的波长没有关系,因为电子显微镜使用的是电子束,而不是光.波长越短,分辨率越高,电子的波长比可见光短的多,所以电子显微镜的分辨率比光学显微镜高的多.之所以可以使用电子束探测物质,是因为物质有波粒二象性,电子的波长λ=h/p=h/（mv） h：普朗克常数 p=mv是电子的动量