Física moderna
Longitud d'ona de De Broglie de l'electró
Puja K: λ = h/p s'encongeix a mesura que creix la quantitat de moviment.
Longitud d'ona de De Broglie de l'electró — simulació interactiva de Física moderna. Puja K: λ = h/p s'encongeix a mesura que creix la quantitat de moviment. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
longitud d'ona de De Broglie
Puja K: λ = h/p s'encongeix a mesura que creix la quantitat de moviment.
De Broglie va proposar ones de matèria amb longitud d'ona λ = h/p. Els electrons guanyen longitud d'ona més curta quan la quantitat de moviment puja, fent de pont les descripcions de partícula i d'ona. Aquesta relació és la base dels microscopis electrònics i de la difracció en cristalls, on les escletxes han de ser comparables a λ.
- λ = h/p
- λ ∝ 1/√K
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Louis de Broglie va proposar que partícules com els electrons també tenen longitud d'ona, no només la llum. Té un electró més ràpid (més energia cinètica) una longitud d'ona de De Broglie més llarga o més curta?
Prediccions a valorar
- Longitud d'ona més llarga per a electrons més ràpids.
- La longitud d'ona no depèn de l'energia cinètica.
- Més curta: més energia cinètica significa més quantitat de moviment, i la longitud d'ona és inversament proporcional a la quantitat de moviment.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Energia cinètica K (eV)
El que tu mesures:
- Longitud d'ona de De Broglie λ (pm)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Ones de matèria de De Broglie» i prem Restableix.
- Activa la lectura de longitud d'ona de De Broglie.
- Defineix l'energia cinètica de l'electró per a cada prova i enregistra la seva longitud d'ona de De Broglie.
Equació governant
Longitud d'ona de De Broglie — λ = h/p
Tota partícula amb quantitat de moviment p té una longitud d'ona associada λ = h/p. Per a una partícula no relativista amb energia cinètica K, això esdevé λ = h/√(2mK): una extensió directa de la dualitat ona-partícula de la llum a la matèria.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula λ = h/√(2m_eK) amb h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg (convertint K d'eV a joules). Compara-ho amb la taula.
- Explica, amb λ = h/p i p = √(2m_eK), per què més energia cinètica (i per tant més quantitat de moviment) produeix una longitud d'ona MÉS CURTA: la relació oposada a la d'un fotó, E = hc/λ.
On apareix això més enllà del laboratori
- Els microscopis electrònics n'exploten la longitud d'ona de De Broglie minúscula de l'electró (molt més curta que la llum visible) per resoldre detalls molt més petits del que mai podria un microscopi òptic. Explica per què fer servir electrons de més energia (longitud d'ona més curta) millora en general la resolució d'un microscopi electrònic.
- Una pilota de beisbol llançada també té una longitud d'ona de De Broglie, però massa petita per notar mai. Amb λ = h/p i la quantitat de moviment típica d'una pilota, explica per què els efectes d'ona de matèria només són observables per a partícules extremadament lleugeres com els electrons.
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Benvingut a Electró de De Broglie
- Selecciona el electró
- Prem Reprodueix
- Longitud d'ona des de la quantitat de moviment
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →