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波粒二象性是量子力学中的一个基本概念，指一切微观粒子，如电子、光子等，都同时具有波动性和粒子性这两种截然不同的性质。这意味着在不同的实验或观测条件下，这些微观实体有时表现出波的特征，如干涉、衍射，有时表现出粒子的特征，如能量和动量是量子化的。
光的波粒二象性是最早被发现的例子。在物理学历史上，牛顿认为光是由微小粒子组成的，而惠更斯则认为光是一种波。双缝干涉实验展示了光的波动性：光通过两条狭缝后在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。但爱因斯坦解释光电效应时提出，光也由称为光子的离散粒子组成。现代物理学证明，光同时具有波动性和粒子性，这取决于我们如何观测它。
电子也表现出波粒二象性。作为粒子，电子具有确定的质量、电荷和动量。但在1927年，戴维森和革末实验证明电子也具有波动性，可以像光一样产生干涉和衍射现象。当电子束通过晶体时，会在屏幕上形成衍射环，这只能用波动理论解释。德布罗意提出了著名的物质波理论，认为所有粒子都有波动性，其波长等于普朗克常数除以粒子动量。这个公式λ=h/p=h/mv，完美地解释了电子的波粒二象性。
波粒二象性引发了量子力学中的测量问题。在双缝实验中，如果我们不观测电子通过哪个缝隙，就会在屏幕上看到干涉条纹，表现出波动性。但如果我们在缝隙处放置探测器来观测电子，干涉条纹就会消失，电子表现出粒子性。这说明观测行为本身会影响测量结果，导致波函数坍缩。海森堡不确定性原理进一步表明，我们无法同时精确测量粒子的位置和动量，它们的测量不确定性之积不小于约化普朗克常数的一半。这意味着微观粒子的波动性和粒子性不能同时被观测到。
波粒二象性是量子力学的核心概念，它告诉我们所有微观粒子，包括光子、电子、原子等，都同时具有波动性和粒子性。这种二象性不是简单的叠加，而是一种互补关系：在不同的实验条件下，微观粒子会表现出不同的性质。观测行为会影响测量结果，导致波函数坍缩，这是量子力学的基本特征。波粒二象性已经在许多领域得到应用，如电子显微镜利用电子的波动性获得高分辨率图像，量子计算和量子通信则利用量子叠加态处理信息。波粒二象性挑战了我们对物理世界的传统认知，表明微观世界遵循与宏观世界截然不同的规律。