Что такое «волновик»?

Воображение тут ни при чем. Или все, что с этим связано.

Суровая реальность такова, что электроны не являются ни частицами , ни волнами. Свет — это не частицы и не волны. И электроны, и свет — это просто то, что они есть, и мы можем хорошо смоделировать эти вещи, используя уравнения квантовой физики. Однако ничто не является ни полностью частицей, ни полностью волной в любой момент времени.

При этом вы обнаружите, что в подавляющем большинстве физики и химии электроны или фотоны будут вести себя так близко к тому, как ведет себя частица, что мы можем спокойно игнорировать волнообразное поведение. В других случаях электроны или фотоны будут вести себя так близко к тому, как ведет себя волна, что мы можем спокойно игнорировать поведение, подобное частице. Однако возникает естественный вопрос: где они переходят от волны к частице? Является ли это жестким краем, когда они являются волной в одной ситуации и сразу же частицей в другой?

Ответ - нет. Есть темная почва, когда ни один из подходов не описывает поведение, которое мы видим, очень хорошо. Это цель таких демонстраций, как однофотонный эксперимент с двумя щелями. Это демонстрирует, что если вы сделаете предположение, что фотон является либо волной, либо частицей, результат эксперимента всегда вас сбивает с толку. Только когда вы отбросите оба предположения, вы сможете прийти к моделям (таким, как в КМ), которые полностью предсказывают поведение этих экспериментов.

Тем не менее, мы должны довести людей до этого момента. Мы не можем преподавать квантовую механику в начальной школе, по крайней мере, осмысленно. Люди проводят почти два десятилетия, взаимодействуя с окружающим их миром, прежде чем мы начнем знакомить их с квантовой механикой на уроках естествознания, и даже тогда большинству людей не нужно будет ее понимать. Для подавляющего большинства людей достаточно рассматривать фотоны и электроны как волны или частицы. (на самом деле, если быть откровенным, большинству людей даже не нужно заходить так далеко. Немногим вообще нужно понимать субатомный мир!)

Для тех из нас, кто погружается глубже, уравнения — это метафора. На философском уровне остается нерешенным вопрос, определяет ли Вселенную математика или мы изобрели математику, чтобы понять Вселенную. И метафоры тоже не так уж и полезны. Если вы работаете в одной из этих экзотических сред, где вам нужен QM, вы не будете искать метафоры для решения проблемы, вы будете искать модель, которая может делать значимые прогнозы.

В вашем сообщении скрыто три вопроса:

Что такое волнушка?

Это просто термин для корпускулярно-волнового дуализма , и эта тема обсуждалась ранее на Physics SE . Я не вижу большого применения этого термина.

Неужели у физики нет воображения, чтобы описать, какая метафора лучше описывает эту двойственность?

На курсах физики обычно не учат генерировать образные имена. Если вам нужно название для чего-то, поговорите с маркетологами — это почти все, что они делают. :-)

И это не метафора.

О пилотных волнах не может быть и речи?

Я искренне на это надеюсь. :-)

Пилотные волны не являются теорией с большим успехом по причинам, адекватно описанным в других разделах Physics SE .

Остаток вашего поста:

На уроках электроники я узнал, что электроны — это маленькие частицы. В физике даже говорят, что электрон вращается вокруг ядра, проявляя угловой момент. Но в химии это были маленькие электронные облака. А физика имеет дело с положением и импульсом вероятностным способом. Также свет искривляется в спектр через призму - волну. А согласно фотоэффекту фотон (частица) выбивает из атома фотоэлектрон. Затем я вижу, что кварки называются «частицами». Я слышал, что их лучше всего описать как поля с маленькими узлами или морщинами, которые определяют явления.

... просто перечисляет различные модели, используемые для того, чтобы сделать работу над разными проблемами более практичной или достичь требуемой точности. Это то, что вы делаете в физике.

Иными словами, мы до сих пор используем, например, закон идеального газа не потому, что он точен, а потому, что во многих ситуациях он «достаточно хорош».

Корпускулярно-волновой дуализм — фундаментальный вопрос, соединяющий науку и философию и демонстрирующий ограниченность человеческого знания. Если вы считаете, что это слишком сильное утверждение, пожалуйста, прочитайте «Лекции по физике» Ричарда Фейнмана, например отрывок ниже. Вы можете попытаться уйти от этого вывода, сказав, что он учит нас только ограниченности нашего языка. Если да, то почему мы недостаточно осведомлены, чтобы удовлетворительно улучшить этот язык?

Использование такого термина, как «волна», — отличная идея, потому что он помогает вытеснить идею о том, что мы можем связать электроны, свет (или что-то еще, о чем мы говорим) с понятиями, которые нам удобны, такими как чистые волны или частицы. Ученые должны с готовностью признать эти пределы наших возможностей, и великие сделали это в суровых выражениях, таких как: «мы сдались» или «Бог не играет в кости».

На первом году обучения в колледже я наблюдал, как студент-первокурсник-химик спросил недавнего доктора философии Гарварда. как электрон с одной доли p-орбитали мог попасть на другую долю, если в узле была нулевая электронная плотность? Блестящий профессор был в тупике, и мне было его жаль. Но я использовал эту историю в течение многих лет, чтобы подбодрить своих студентов, которые тоже были в тупике, и помочь им осознать: «Вы все неправильно думаете: это не частицы! И это не волны! Это волны! "

Ричард Фейнман : «Считалось, что электрон, например, ведет себя как частица, а затем было обнаружено, что во многих отношениях он ведет себя как волна. Так что на самом деле он ведет себя не так, как ни то, ни другое. Теперь мы сдались. Мы говорим: « Это не похоже ни на то, ни на другое... Это означало бы, если бы это было правдой, что физика отказалась от проблемы точного предсказания того, что произойдет в определенных обстоятельствах. Да, физика отказалась. Мы не знаем, как предсказать, что произойдет в данных обстоятельствах, и теперь мы считаем, что это невозможно».