Nüüdisaegne füüsika
Elektroni de Broglie lainepikkus
Tõsta K — λ = h/p kahaneb, kui impulss kasvab.
Elektroni de Broglie lainepikkus — interaktiivne Nüüdisaegne füüsika simulatsioon. Tõsta K — λ = h/p kahaneb, kui impulss kasvab. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
de Broglie lainepikkus
Tõsta K — λ = h/p kahaneb, kui impulss kasvab.
de Broglie pakkus välja ainelained lainepikkusega λ = h/p. Elektronid saavad lühema lainepikkuse, kui impulss kasvab, sillaldades osakese ja laine kirjeldusi. See seos on aluseks elektronmikroskoopidele ja kristallide difraktsioonile, kus pilud peavad olema λ-ga võrreldavad.
- λ = h/p
- λ ∝ 1/√K
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Louis de Broglie pakkus välja, et osakestel nagu elektronidel on ka lainepikkus, mitte ainult valgusel. Kas kiiremal (kõrgema kineetilise energiaga) elektronil on pikem või lühem de Broglie lainepikkus?
Kaalutavad ennustused
- Pikem lainepikkus kiirematel elektronidel.
- Lainepikkus ei sõltu kineetilisest energiast.
- Lühem — kõrgem kineetiline energia tähendab suuremat impulssi, ja lainepikkus on impulsiga pöördvõrdeline.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Kineetiline energia K (eV)
Mida sa mõõdad:
- De Broglie lainepikkus λ (pm)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava elektroni de Broglie eelseadistus ja vajuta Lähtesta.
- Lülita sisse de Broglie lainepikkuse näit.
- Sea iga katse jaoks elektroni kineetiline energia ja kirjuta üles tema de Broglie lainepikkus.
Juhtiv võrrand
De Broglie lainepikkus — λ = h/p
Igal impulsiga p osakesel on seotud lainepikkus λ = h/p. Mitte-relativistliku osakese jaoks kineetilise energiaga K saab sellest λ = h/√(2mK) — valguse laine-osakese duaalsuse otsene laiendus ainele.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses λ = h/√(2m_eK), kasutades h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg (muundes K eV-idest džaulideks). Võrdle tabeliga.
- Selgita λ = h/p ja p = √(2m_eK) abil, miks kõrgem kineetiline energia (ja seega suurem impulss) annab LÜHEMA lainepikkuse — vastupidine seos kui footonil E = hc/λ.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Elektronmikroskoobid kasutavad ära elektroni tillukese de Broglie lainepikkuse (palju lühem kui nähtav valgus), et eristada detaile, mis on palju väiksemad, kui optiline mikroskoop kunagi suudaks. Selgita, miks kõrgema energia elektronide (lühem lainepikkus) kasutamine parandab üldiselt elektronmikroskoobi eristusvõimet.
- Visatud pesapallilgi on de Broglie lainepikkus, aga liiga väike, et teda kunagi märgata. Kasutades λ = h/p koos pesapalli tüüpilise impulsiga, selgita, miks ainelaine efektid on vaadeldavad ainult äärmiselt kergetele osakestele nagu elektronid.
- 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
- Tere tulemais elektroni de Broglie juurde
- Vali elektron
- Vajuta Esita
- Lainepikkus impulsist
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.