Modern fizika
Elektron de Broglie-hullámhossz
Növeld K-t — a λ = h/p zsugorodik, ahogy az impulzus nő.
Elektron de Broglie-hullámhossz — interaktív Modern fizika szimuláció. Növeld K-t — a λ = h/p zsugorodik, ahogy az impulzus nő. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
de Broglie-hullámhossz
Növeld K-t — a λ = h/p zsugorodik, ahogy az impulzus nő.
de Broglie úgy javasolta, hogy minden mozgó objektumnak van λ = h/p hullámhossza, nem csak a fénynek. Az elektronok rövidebb hullámhosszút nyernek, ahogy az impulzusuk nő, hidat képezve a részecske- és hullámleírás között. Ez a kapcsolat az elektronmikroszkópok és a kristálydiffrakció alapja, ahol a réseket λ-hez kell mérni.
- λ = h/p
- λ ∝ 1/√K
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Louis de Broglie vetette fel, hogy az elektronokhoz hasonló részecskéknek is van hullámhosszuk, nem csak a fénynél. Egy gyorsabb (nagyobb mozgási energiájú) elektron hosszabb vagy rövidebb de Broglie-hullámhosszal bír?
Mérlegelendő jóslatok
- Hosszabb hullámhossz a gyorsabb elektronoknál.
- A hullámhossz nem függ a mozgási energiától.
- Rövidebb — a nagyobb mozgási energia nagyobb impulzust jelent, és a hullámhossz fordítottan arányos az impulzussal.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Mozgási energia K (eV)
Amit mérsz:
- de Broglie-hullámhossz λ (pm)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg az electron-de-broglie előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást.
- Engedélyezd a de Broglie-hullámhossz kijelzőt.
- Állítsd be az elektron mozgási energiáját minden mérésnél, és rögzítsd a de Broglie-hullámhosszát.
Vezéregyenlet
de Broglie-hullámhossz — λ = h/p
Minden p impulzusú részecskéhez hullámhossz tartozik: λ = h/p. Nem relativisztikus, K mozgási energiájú részecskére ez λ = h/√(2mK) — a fény hullám-részecske kettősségének közvetlen kiterjesztése az anyagra.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a λ = h/√(2m_eK) h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg használatával (K-t eV-ból joule-ba váltva). Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg a λ = h/p és p = √(2m_eK) segítségével, miért ad RÖVIDEBB hullámhosszat a nagyobb mozgási energia (és ezért nagyobb impulzus) — a foton E = hc/λ kapcsolatával ellentétes irányú összefüggés.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Az elektronmikroszkópok az elektron parányi de Broglie-hullámhosszát használják ki (a látható fényénél sokkal rövidebbet), hogy olyan részleteket vessenek fel, amelyeket egy optikai mikroszkóp soha nem tudna. Magyarázd meg, miért javítja általában egy elektronmikroszkóp felbontását a nagyobb energiájú elektronok (rövidebb hullámhossz) használata.
- Egy elhajított baseballnak is van de Broglie-hullámhossza, de túl kicsi ahhoz, hogy valaha észrevegyük. A λ = h/p és egy baseball jellemző impulzusa segítségével magyarázd meg, miért csak rendkívül könnyű részecskéknél, mint az elektron, figyelhetők meg anyaghullám-hatások.
- 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
- Üdv az Elektron de Broglie-nél
- Válaszd ki az elektront
- Nyomd meg az Indítást
- Hullámhossz az impulzusból
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.