Fisika Modern
Panjang gelombang de Broglie elektron
Naikkan K — λ = h/p mengecil seiring momentum bertambah.
Panjang gelombang de Broglie elektron — simulasi Fisika Modern interaktif. Naikkan K — λ = h/p mengecil seiring momentum bertambah. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Panjang Gelombang de Broglie
Naikkan K: λ = h/p menurun seiring bertambahnya momentum.
De Broglie mengusulkan gelombang materi dengan panjang gelombang λ = h/p. Elektron memperoleh panjang gelombang yang lebih pendek seiring meningkatnya momentum, menjembatani deskripsi partikel dan gelombang. Hubungan ini mendasari mikroskop elektron dan difraksi kristal di mana celah harus sebanding dengan λ.
- λ = h/p
- λ ∝ 1/√K
Singkat investigasi
Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab
Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.
Pertanyaan mengemudi
Louis de Broglie mengusulkan bahwa partikel seperti elektron juga memiliki panjang gelombang, bukan hanya cahaya. Apakah elektron yang lebih cepat (energi kinetiknya lebih tinggi) memiliki panjang gelombang de Broglie yang lebih panjang atau lebih pendek?
Prediksi untuk ditimbang
- Panjang gelombang yang lebih panjang untuk elektron yang lebih cepat.
- Panjang gelombang tidak bergantung pada energi kinetik.
- Lebih pendek — energi kinetik yang lebih tinggi berarti momentum yang lebih tinggi, dan panjang gelombang berbanding terbalik dengan momentum.
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Energi kinetik K (eV)
Apa yang Anda ukur:
- Panjang gelombang De Broglie λ (pm)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset elektron-de-broglie dan tekan Reset.
- Aktifkan pembacaan panjang gelombang de Broglie.
- Tetapkan energi kinetik elektron untuk setiap percobaan dan catat panjang gelombang de Broglie.
Persamaan yang mengatur
Panjang Gelombang De Broglie — λ = h/p
Setiap partikel dengan momentum p memiliki panjang gelombang terkait λ = h/p. Untuk partikel non-relativistik dengan energi kinetik K, ini menjadi λ = h/√(2mK) — perpanjangan langsung dari dualitas gelombang-partikel cahaya ke materi.
Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak
- Untuk satu percobaan, hitung λ = h/√(2m_eK) menggunakan h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg (mengonversi K dari eV ke joule). Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan dengan menggunakan λ = h/p dan p = √(2m_eK), mengapa energi kinetik yang lebih tinggi (dan momentum yang lebih tinggi) menghasilkan panjang gelombang yang LEBIH PENDEK — hubungan yang berkebalikan dengan E = hc/λ pada foton.
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Mikroskop elektron memanfaatkan panjang gelombang de Broglie yang kecil (jauh lebih pendek dari cahaya tampak) untuk menyelesaikan detail yang jauh lebih kecil daripada yang bisa dilakukan mikroskop optik. Jelaskan mengapa penggunaan elektron berenergi lebih tinggi (panjang gelombang lebih pendek) umumnya meningkatkan resolusi mikroskop elektron.
- Bola bisbol yang dilempar juga memiliki panjang gelombang de Broglie, namun terlalu kecil untuk dapat diperhatikan. Dengan menggunakan λ = h/p dengan momentum khas bola bisbol, jelaskan mengapa efek gelombang materi hanya dapat diamati untuk partikel yang sangat ringan seperti elektron.
- 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
- Selamat datang di elektron de Broglie
- Pilih elektron
- Tekan Putar
- Panjang gelombang dari momentum
- Buka inspektur
- Berhasil!
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.