德布罗意方程组在数学和物理中的应用非常广,光从公式的形式上来看就能感受到它的不同,很好的证明波长、能量等之间的关系。
本段落描述的推导是诸多合法的推导的其中一种,它以著名的质能方程和普朗克方程为基础,进行替换和变形得到结果。
首先,引入爱因斯坦著名的质能方程:
然后,引入普朗克公式:
E=能量
h=普朗克常数=6.62607x10-34 J s
v'=频率
E=hv'
德布罗意相信粒子与波具有相同的特性(即在物质世界的量化描述中二者可以被视作是同一的),故他假设二者的效能是等同的:
mc^2=hv'
由于实际粒子并非以真空光速运动,故德布罗意用群速度v(velocity)乘相速度u代替c(light)的平方,得到
mvu=hv'
通过等式λ,德布罗意用相速度除以波长(u/λ)代替频率v',于是得到了波长与粒子速度的关系式:
mvu=hu/λ
于是有:
λ=hu/mvu=h/mv=h/p