小编相信经常关注科学的朋友们，一定对量子力学里著名的双缝干涉实验过程和结果相当的了解和惊奇，因为它通过实验确立了物质的波粒二象性，但是关于物质的波粒二象性这个理论又是那位理论物理学家提出来的呢？想必很多小伙伴还不清楚，今天小编就说下这个法国贵胄和他的物质波是怎样拯救原子，拯救我们的？
令人惊叹的家族背景，自带主角光环路易·维克多·皮埃尔·雷德蒙·德布罗意亲王，（这个名字真是难为小编了）他是法国著名贵族成员，由于祖上真是人才辈出，路易15世就允许他们所有的子孙世袭亲王和公主。对于一个为量子力学作出重要贡献的科学家来说，这真是一个让人惊叹的家族背景，到这还没有完，这位科学家在1960年还成为法国公爵兼德国亲王。爱因斯坦把他的科学贡献形容为“照耀到我们物理学中这一最大的难题的第一缕阳光”。这真是自带主角光环的人生，在小编心里还有两位自带主角光环的人物：托马斯·杨和玻尔都是十足的富二代。
（关于玻尔原子模型三部曲，点这里）1913年，玻尔在老师卢瑟福原子模型的基础上规定了电子轨道，并解释了电子迁跃时的能量辐射问题，但为了不使卢瑟福的氢原子模型坍塌，因为它那在轨道上旋转的电子会辐射出能量，从而盘旋着跌入原子核，玻尔不得不强行加入了一个连他自己都拿不出任何其他合理解释的条件：稳定态轨道上围绕原子核旋转的电子不释放辐射，这是违背麦克斯韦方程组和牛顿定律的。小编认为理论物理学家的高明之处就在于先提出理论去解释现象，然后再去验证这个理论，爱因斯坦就是这么一路走来的，但这需要有一颗强大的大脑和对事物敏锐的嗅觉。
1919年玻尔和爱因斯坦在柏林会面之后的两年里，继续在量子说方面拼搏着，对上面的问题让玻尔感到疲倦了。所以我们的王子就登场了，他是怎样解释电子为何会在特定的轨道而不会盘旋坠入原子核，而让原子崩塌，给我们带来灭顶之灾。
德布罗意物质波德布罗意在实验确立爱因斯坦光量子说客观存在之前，就已经了解和接受了光这种奇怪的二元性了，而其他科学家还是对光量子说持怀疑态度，甚至是嘲讽和可玩笑，所以科学还是要大胆的接受，不能居功自傲。
- 大胆的猜想
经过长时间的独自沉思，德布罗意于1923年间忽然有了一个想法，爱因斯坦1905年所做的发现光量子说应该得到普遍运用，把它扩展到所有的物质粒子，特别是电子，德布罗意大胆提出了这样一个简单的问题：如果光波可以表现得像粒子一样，那么像电子这类粒子也能表现得像波一样，因为德布罗意发现，如果他给一个电子规定一个“虚拟关联波",让这个波的频率为v,波长为λ，他就可以解释出玻尔的量子化原子中各个轨道的准确位置。一个电子所能占据的，只能是能够容得下它的“虚拟关联波”的整数波的那些轨道。（脑袋可能有点乱了，不要急，往下看就懂了）德布罗意把电子视为驻波的想法是一种从根本上背离了把电子视为在轨道上围绕原子核旋转的想法。
原子轨道和电子驻波
- 轨道周长必须是半波长的整数倍且至少包含半个波长
驻波可以很容易地从两端被拴住的线上产生出来，就像小提琴和吉他的弦那样。拨动这样一根弦可以产生出各种驻波，它们的判定特征是，都是由一个整数单位的半波长（意思是波长的一半）构成的。我们可能得到的最长的驻波，波长为弦的长度的两倍。（因为在弦里必须至少有半个波长，且弦必须是半个波长的整数倍）另外一个驻波则是由两个这种半波长单位构成的，这样它的波长就与弦的长度相等。再下一个驻波由三个半波长单元构成，如此类推下去。这一整数系列的驻波是从物理上来讲唯一可能的，每个驻波都有它自己的能量。由于频率和波长之间有关联关系，这就与拨动吉他琴弦一样，吉他琴弦被拨动以后只能从最根本的音调，也就是最低的频率开始，按一定的频率振动。
- 拯救原子，拯救我们
德布罗意意识到，正是这个“整数”条件限定了玻尔原子中可能容纳的电子轨道，把它的数量限定在允许形成驻波的范围内。这些电子驻波不像乐器的弦，它们哪一端都不用拴住，而只是由于一个整数单位的半波长可以被容纳进轨道的周长范围之内才形成的。（轨道周长必须是半波长的整数倍）如果不是正好合适，那就没有驻波，从而也就没有轨道。
如果把电子看作是环绕在原子核周围的驻波，而不是在轨道运行的粒子，那么这个电子就不存在加速度问题，也就不存在持续损失辐射，使它跌落到原子核中，致使原子坍塌的问题。正是这点原子才得以存活，我们才得以存在。玻尔只是为了保全他的量子化原子之说才引入的一个条件，被德布罗意的波粒二元说给解释通了。德布罗意通过计算，发现玻尔的电子轨道数n所代表的，只是电子驻波可以围绕氢原子核存在的那些轨道。这也就是为什么在玻尔的模型中所有其他电子轨道都被禁止的原因。
总结一下：路易·德布罗意的想法也许看起来有些天马行空，但爱因斯坦于1909年已经公开宣称过，对辐射现象的研究，未来将揭示出粒子和波融合的一种现象。爱因斯坦这样评价：“他把科学界一张大帷幕掀起了一角。”在爱因斯坦的支持下，德布罗意在32岁的年纪上已经不再只是路易·维克多·皮埃尔·雷蒙·德布罗意王子了，他为自己赢得了简洁称谓：路易·德布罗意博士。
,
