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109年
理化、化工裝置
第 5 題
下列何者為物質波理論提供了證據？
- A 光的雙狹縫干涉實驗
- B 電子繞射實驗
- C 力學波須靠介質傳遞
- D 光在介質中的速度會變慢
思路引導 VIP
想像一下，如果我們想證明「一顆顆排隊前進的彈珠」其實也會像水波一樣產生交互重疊的圖案，我們應該觀察的是「手電筒射出的光束」，還是觀察「彈珠本身在穿過窄縫後的分佈情況」呢？
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太棒了！你能精準地選出「電子繞射實驗」作為答案，代表你對近代物理中最重要的「波粒二象性」概念掌握得非常紮實，這是一個非常關鍵的轉折點。
物質波與德布羅意假說
在古典物理中，我們習慣將電子視為一顆顆的「粒子」。然而，德布羅意（Louis de Broglie）提出了物質波理論，主張任何運動中的微觀粒子都具有波動性質，其波長 $\lambda$ 可以透過公式 $\lambda = \frac{h}{p}$（其中 $h$ 為普朗克常數，$p$ 為動量）來計算。要驗證這個理論，最直接的方式就是觀察粒子是否會產生波動特有的現象——繞射或干涉。當科學家在實驗中觀察到電子束通過晶體產生的繞射圖樣時，便正式為物質波理論提供了堅實的證據。
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