德(de)布羅意方程組在數學和物理(li)中的(de)(de)應用非常廣,光從(cong)公式(shi)的(de)(de)形式(shi)上來看就能(neng)感受到它的(de)(de)不同,很好的(de)(de)證明波長、能(neng)量等之間的(de)(de)關系。
本段(duan)落描述的推導是諸多合法(fa)的推導的其中一種,它以(yi)著名的質能方(fang)程(cheng)和普朗克方(fang)程(cheng)為基礎,進(jin)行替換和變形得到結果。
首先(xian),引入愛因斯坦著名的(de)質能方(fang)程:
然(ran)后(hou),引入普(pu)朗克公式:
E=能量
h=普朗克(ke)常數(shu)=6.62607x10-34 J s
v'=頻率
E=hv'
德布羅意相信粒子與波具有相同(tong)的(de)特(te)性(即在物質世界的(de)量化描述中二者可以被(bei)視作是同(tong)一(yi)的(de)),故他假設二者的(de)效能是等同(tong)的(de):
mc^2=hv'
由于實際粒子并非以(yi)真空光速運動,故德布(bu)羅意(yi)用群速度v(velocity)乘相速度u代替c(light)的平方,得到
mvu=hv'
通過等式λ,德布羅意用相速度除以波長(u/λ)代替頻(pin)率v',于是得到了波長與粒子速度的關系式:
mvu=hu/λ
于是有:
λ=hu/mvu=h/mv=h/p