4 光的波粒二象性
4.1 爱因斯坦的光子理论
027爱因斯坦给出了光子的能量公式，即E=hν式中，E为每个光子的能量，ν为光的频率。
028光子学说可以很好地解释光电效应。因为每一个光子的能量都是固定的hν，那么光照射到金属表面，金属所受到的打击主要取决于单个光子的能量而不是光的强度，光的强度只是光子流的密度而已。
029光子的动量公式为p=h/λ式中，p为每个光子的动量，λ为光的波长。
030光子动能为E=mc2
4.2 光子理论是牛顿粒子论的回马枪吗？
031爱因斯坦通过这两个公式把粒子和波联系起来了：粒子的能量和动量是通过波的频率和波长来计算的，也就是说，爱因斯坦把光同时赋予了粒子和波的属性，光具有波粒二象性！
032爱因斯坦既是宏观物理学的开创者，又是微观量子理论的奠基人。相对论和量子力学给物理学带来了革命性的变化，共同奠定了现代物理学的基础
4.3 原子能量量子化与原子光谱
4.4 量子理论与光的本性
5 爱因斯坦的疑问：什么是光子？
5.1 光与电磁波：剪不断理还乱
033电磁波谱图，不同频率的电磁波对应着不同能量的光子
034电磁波的波长λ和频率ν的乘积是光速c，即νλ=c也就是说，光的频率越高，波长就越短；频率越低，波长就越长。
5.2 波动光学与量子光学：为什么有两种？
035光既是由光子组成的粒子流，又是电磁波，于是在光学领域就出现了两种光学分支：经典的电磁波理论（波动光学）与量子光学。
036现状是，如果你需要把光看成波，那它就是波；你需要把光看成粒子，那它就是粒子。
5.3 光的偏振：光子也会思考吗？
037波动有横波与纵波之分。纵波的振动方向与传播方向相同，而横波的振动方向与传播方向垂直，横波的这种特性也叫偏振性。
038横波只有在其振动方向和狭缝方向一致时才能继续传播，否则就被阻碍；而对于纵波来说，狭缝的方位不影响其继续传播。
5.4 光速不变：相对中的绝对
039光在真空中永远以光速c运动，而与观察者的运动状态无关。这就是所谓的光速不变原理，这是建立狭义相对论的两个基本原理之一。
040在光子的眼里，只有空间，没有时间，你能理解吗？
5.5 静止质量为零：有还是没有？
041光子的静止质量为0。所谓静止质量，就是指物质相对于某惯性系静止时的质量。而光是永远不会静止的。光在真空中永远以光速c（29.9792458万km/s）运动，在其他介质中速度会减小，但它不会静止，一旦静止就意味着被别的物质吸收。
042这种装置里有一个空腔，空腔里是反光能力极强的超导镜子，能够在0.14s的时间里捕捉并监控一个光子。
6 实物粒子的波粒二象性
6.1 德布罗意的惊人假设
6.2 实物粒子波动性的观察
043人们相继采用中子、质子、氢原子和氦原子等粒子流，也同样观察到衍射现象，充分证实了所有实物粒子都具有波粒二象性，而不仅限于电子。
6.3 实物粒子的双缝干涉实验
044光子、电子、中子、原子、分子、大分子、超大分子，显然，上述实验意味着所有物质都具有波粒二象性。波粒二象性是物质的内禀属性，适用于所有物质！
6.4 德布罗意波的应用
045电子显微镜与光学显微镜的成像原理基本一样，所不同的是电子显微镜用电子束作“光源”，用电磁场作透镜。现代电子显微镜中使用的都是磁透镜，这些透镜具有与光学透镜相类似的功能，可以使电子束产生折射，从而具有放大功能。
046对于磁透镜来说，其焦距就完全取决于磁场的强弱。磁场强，则焦距短，放大率大；磁场弱，则焦距长，放大率小。
047显微镜的分辨率正比于照射光的波长，可见光的波长范围为400～700nm，所以光学显微镜的分辨率极限约200nm，再小的东西就看不到了。
048大型透射电镜一般采用80～300kV的电压加速电子束，其分辨率可达0.1～0.2nm。
7 量子力学的建立
7.1 薛定谔的波动力学
049波动力学的核心就是今天众所周知的薛定谔方程。
7.2 概率构成的物质波
050物质波并不像经典波一样代表实在的波动，只不过是指粒子在空间的出现符合统计规律：
051德布罗意的物质波被认为是一种概率波，波函数只允许计算在某个位置找到某个粒子的概率。
052现代化学中广泛使用的原子轨道、分子轨道，就是描述原子、分子中电子运动的单电子波函数，而“电子云”就是相应的概率密度。
7.3 玻尔的对应原理
053实际上，量子力学理论中最早出现的是玻尔的量子论，然后是矩阵力学，最后才是波动力学，虽然它只比矩阵力学晚几个月而已。
054有关量子的各种规则虽然适用于微观尺度，但是从这些规则中得出的任何结论都不得违背宏观尺度上的观察结果，而宏观尺度则是遵循经典物理学规则的，即把微观范围内的量子规律拓展到宏观范围内的经典规律时，它们得到的结果应当一致。
7.4 海森堡的矩阵力学
7.5 量子力学正式建立
055波动力学与矩阵力学都是以微观粒子的波粒二象性为基础，通过与经典物理对比，运用不同的数学手段建立起来的。
7.6 概率论与决定论的争论：上帝掷骰子吗？
056持决定论的物理学家们认为，目前量子理论之所以是一个概率统计理论，是因为还存在着尚未发现的隐藏变量（简称为“隐变量”），如果能找出这些隐变量加入到量子力学的方程里，就可以对微观粒子的运动状态做出“精确”的描述，而不只是“概率”性的描述。
