德布羅意方程組在數學和物理中的應用非常廣,光從公式的形式上來看就能感受到它的不同,很好的證明波長、能量等之間的關系。
本段落描述的推導是諸多合法的推導的其中一種,它以著名的質能方程和普朗克方程為基礎,進行替換和變形得到結果。
首先,引入愛因斯坦著名的質能方程:
然后,引入普朗克公式:
E=能量
h=普朗克常數=6.62607x10-34 J s
v'=頻率
E=hv'
德布羅意相信粒子與波具有相同的特性(即在物質世界的量化描述中二者可以被視作是同一的),故他假設二者的效能是等同的:
mc^2=hv'
由于實際粒子并非以真空光速運動,故德布羅意用群速度v(velocity)乘相速度u代替c(light)的平方,得到
mvu=hv'
通過等式λ,德布羅意用相速度除以波長(u/λ)代替頻率v',于是得到了波長與粒子速度的關系式:
mvu=hu/λ
于是有:
λ=hu/mvu=h/mv=h/p