路易·德布罗意在他的1924年博士论文中提出了一个革命性的理论,即所有物质都具有波粒二象性。他提出,正如光表现出波和粒子的性质一样,电子和其他亚原子粒子也应该表现出类似的性质。德布罗意提出,一个运动粒子的波长(λ)与其动量(p)成反比,这一关系由以下公式表达:
[ \lambda = \frac{h}{p} ]
其中 ( h ) 是普朗克常数。这个公式表明,一个粒子的波长与其动量成反比,动量越大,波长越短;动量越小,波长越长。德布罗意的这一理论后来通过实验得到了验证,最著名的实验是戴维森-革末实验,该实验观察到了电子的衍射现象,从而证实了电子具有波动性。
德布罗意的理论不仅解释了电子的波动性,还为量子力学的发展奠定了基础,因为它提供了一个统一的框架来理解物质和光的波粒二象性。这一理论的提出,标志着现代物理学的一个重要转折点,并对后续的科学发展产生了深远的影响。