Fizik Moden
Panjang gelombang de Broglie elektron
Naikkan K -- λ = h/p mengecil apabila momentum membesar.
Panjang gelombang de Broglie elektron — simulasi Fizik Moden interaktif. Naikkan K -- λ = h/p mengecil apabila momentum membesar. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Panjang gelombang de Broglie
Naikkan K -- λ = h/p mengecil apabila momentum membesar.
de Broglie mencadangkan gelombang jirim dengan panjang gelombang λ = h/p. Elektron mendapat panjang gelombang lebih pendek apabila momentum naik, menjambatani pemerian zarah dan gelombang. Hubungan ini mendasari mikroskop elektron dan belauan hablur tempat celah mesti setanding dengan λ.
- λ = h/p
- λ ∝ 1/√K
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Louis de Broglie mencadangkan bahawa zarah seperti elektron juga mempunyai panjang gelombang, bukan hanya cahaya. Adakah elektron lebih pantas (tenaga kinetik lebih tinggi) mempunyai panjang gelombang de Broglie lebih panjang atau lebih pendek?
Ramalan untuk ditimbang
- Panjang gelombang lebih panjang bagi elektron lebih pantas.
- Panjang gelombang tidak bergantung pada tenaga kinetik.
- Lebih pendek -- tenaga kinetik lebih tinggi bermakna momentum lebih tinggi, dan panjang gelombang songsang berkadar dengan momentum.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Tenaga kinetik K (eV)
Apa yang anda ukur:
- Panjang gelombang de Broglie λ (pm)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset elektron-de-broglie dan tekan Set semula.
- Aktifkan bacaan panjang-gelombang-de-Broglie.
- Tetapkan tenaga kinetik elektron bagi setiap percubaan dan rekod panjang gelombang de Broglie-nya.
Persamaan pengawal
Panjang Gelombang de Broglie — λ = h/p
Setiap zarah dengan momentum p mempunyai panjang gelombang berkaitan λ = h/p. Bagi zarah tak-kerelatifan dengan tenaga kinetik K, ini menjadi λ = h/√(2mK) -- lanjutan terus dualiti gelombang-zarah cahaya kepada jirim.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira λ = h/√(2m_eK) menggunakan h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg (menukar K daripada eV ke joule). Bandingkan dengan jadual.
- Terangkan, menggunakan λ = h/p dan p = √(2m_eK), mengapa tenaga kinetik lebih tinggi (maka momentum lebih tinggi) menghasilkan panjang gelombang LEBIH PENDEK -- hubungan bertentangan daripada foton E = hc/λ.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Mikroskop elektron mengeksploitasi panjang gelombang de Broglie elektron yang mungil (jauh lebih pendek daripada cahaya tampak) untuk membela butiran jauh lebih kecil daripada yang mikroskop optik mampu. Terangkan mengapa penggunaan elektron bertenaga lebih tinggi (panjang gelombang lebih pendek) secara amnya menambah baik resolusi mikroskop elektron.
- Bola lisang yang dilontar juga mempunyai panjang gelombang de Broglie, tetapi terlalu kecil untuk pernah diperhatikan. Menggunakan λ = h/p dengan momentum biasa bola lisang, terangkan mengapa kesan gelombang-jirim hanya boleh diperhatikan bagi zarah 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 ke Elektron De Broglie
- Pilih elektron itu
- Tekan Main
- Panjang gelombang daripada momentum
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.