आधुनिक भौतिकी
धीमा इलेक्ट्रॉन तरंग पैकेट
λ-मापक्रम बेंच पर कम K लंबा डी ब्रॉग्ली तरंगदैर्घ्य देता है।
धीमा इलेक्ट्रॉन तरंग पैकेट — इंटरैक्टिव आधुनिक भौतिकी सिमुलेशन। λ-मापक्रम बेंच पर कम K लंबा डी ब्रॉग्ली तरंगदैर्घ्य देता है। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
लंबी तरंगदैर्घ्य वाले इलेक्ट्रॉन
कम K पर λ-पैमाना बेंच पर एक लंबी de Broglie तरंगदैर्घ्य मिलती है।
कम गतिज ऊर्जा का अर्थ है छोटा संवेग और लंबी डी ब्रॉय तरंगदैर्घ्य, इसलिए विवर्तन और व्यतिकरण प्रभाव कण-जैसे पथों पर हावी होते हैं। यह प्रीसेट धीमे इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करता है ताकि λ बड़ा हो और तरंग व्यवहार स्पष्ट दिखे।
- λ = h/p
- निम्न K → लंबी λ
जाँच संक्षिप्त
प्रयोगशाला खोलने से पहले प्रश्न की योजना बनाएं
यह संक्षिप्त विवरण प्रीरेंडर किए गए पेज जैसा है: मुख्य प्रश्न, प्रतिस्पर्धी पूर्वानुमान, चरों की भूमिकाएँ, लागू नियम, सेटअप तथा विश्लेषण और विस्तार के संकेत इसी क्रम में दिखाई देते हैं।
ड्राइविंग प्रश्न
slow-moving इलेक्ट्रॉन की डी ब्रोगली तरंगदैर्घ्य तेज़ तरंगदैर्घ्य से अधिक लंबी होती है। क्या इसका मतलब यह है कि धीमी इलेक्ट्रॉन की तरंग प्रकृति का प्रयोगात्मक रूप से निरीक्षण करना आसान या कठिन है?
तौलने की भविष्यवाणी
- धीमे इलेक्ट्रॉनों का निरीक्षण करना कठिन है।
- आसान - एक लंबी तरंग दैर्ध्य (परमाणु रिक्ति या स्लिट आकार की तुलना में) विवर्तन और हस्तक्षेप प्रभाव को अधिक स्पष्ट और पता लगाने योग्य बनाती है।
- तरंग प्रभाव इलेक्ट्रॉन की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर नहीं करते हैं।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- गतिज ऊर्जा K (eV)
आप क्या मापते हैं:
- डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य λ (pm)
जाँच कैसे चलती है
- slow-electron-wave प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। ये इलेक्ट्रॉन electron-de-broglie प्रयोग की तुलना में बहुत धीमी गति से चलते हैं।
- डी ब्रोगली वेवलेंथ रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए इलेक्ट्रॉन की (कम) गतिज ऊर्जा निर्धारित करें और इसकी डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य रिकॉर्ड करें।
शासक समीकरण
कम ऊर्जा पर डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य — λ = h/p
चूंकि λ = h/√(2mK), एक इलेक्ट्रॉन की गतिज ऊर्जा को कम करने से इसकी डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य बढ़ जाती है - धीमे, 'ठंडे' कणों में सबसे स्पष्ट, easiest-to-observe तरंग व्यवहार होता है।
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- एक परीक्षण के लिए, 5 - 20 eV रेंज में K का उपयोग करके λ = h/√(2m_eK) की गणना करें। तालिका से तुलना करें - ध्यान दें कि ये तरंग दैर्ध्य (सैकड़ों पीएम) higher-energy electron-de-broglie प्रयोग से अधिक लंबी हैं।
- λ = h/p. का उपयोग करके बताएं कि गतिज ऊर्जा को कम करने (संवेग को कम करने) से हमेशा डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य क्यों बढ़ता है
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- 1927 डेविसन-जर्मर प्रयोग ने निकल क्रिस्टल से धीमे इलेक्ट्रॉनों (इस प्रयोग के समान ऊर्जा, दसियों ईवी) को बिखेर दिया और एक विवर्तन पैटर्न देखा जो बिल्कुल अनुमानित डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य से मेल खाता है - पदार्थ तरंगों की पहली प्रत्यक्ष प्रयोगात्मक पुष्टि। बताएं कि धीमे इलेक्ट्रॉन (क्रिस्टल में परमाणु अंतर के बराबर तरंग दैर्ध्य के साथ) इस प्रयोग के लिए सही विकल्प क्यों थे।
- लेजर कूलिंग जैसी तकनीकें परमाणुओं को बेहद कम गतिज ऊर्जा तक धीमा कर सकती हैं, जिससे उन्हें डी ब्रोगली तरंग दैर्ध्य इतनी बड़ी हो जाती है कि वे हड़ताली क्वांटम तरंग प्रभावों (जैसे बोस-आइंस्टीन कंडेनसेट) का निरीक्षण कर सकें। 'ठंडे' को 'अधिक wave-like' से जोड़ने वाले सामान्य सिद्धांत की व्याख्या करें।
- 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
- धीमे इलेक्ट्रॉनों की तरंग में आपका स्वागत है
- इलेक्ट्रॉन
- चलाएँ दबाएँ
- कम ऊर्जा पर लंबी λ
- निरीक्षक खोलें
- आपने कर दिखाया!
दृश्य बनाने के लिए इंटरैक्टिव सिmuलेशन खोलें, प्ले दबाएं, और लाइव माप और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ अन्वेषण करें।