Fizik Moden
Paket gelombang elektron perlahan
K yang rendah memberi panjang gelombang de Broglie yang panjang pada meja skala-λ.
Paket gelombang elektron perlahan — simulasi Fizik Moden interaktif. K yang rendah memberi panjang gelombang de Broglie yang panjang pada meja skala-λ. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Elektron panjang gelombang panjang
K rendah memberi panjang gelombang de Broglie panjang pada meja skala-λ.
Tenaga kinetik rendah bermakna momentum kecil dan panjang gelombang de Broglie panjang, jadi kesan belauan dan interferens mendominasi laluan bergaya zarah. Praset ini menggunakan elektron perlahan supaya λ besar pada meja dan tingkah laku gelombang jelas.
- λ = h/p
- K rendah → λ panjang
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
Elektron yang bergerak perlahan mempunyai panjang gelombang de Broglie lebih panjang daripada yang pantas. Adakah ini bermakna sifat gelombang elektron perlahan lebih mudah atau lebih sukar diperhatikan secara eksperimen?
Ramalan untuk ditimbang
- Lebih sukar diperhatikan bagi elektron perlahan.
- Lebih mudah -- panjang gelombang lebih panjang (setanding jarak atom atau saiz celah) menjadikan kesan belauan dan interferens lebih ketara dan boleh dikesan.
- Kesan gelombang tidak bergantung pada panjang gelombang elektron.
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 gelombang-elektron-perlahan dan tekan Set semula. Elektron-elektron ini bergerak jauh lebih perlahan daripada eksperimen elektron-de-broglie.
- Aktifkan bacaan panjang-gelombang-de-Broglie.
- Tetapkan tenaga kinetik (rendah) elektron bagi setiap percubaan dan rekod panjang gelombang de Broglie-nya.
Persamaan pengawal
Panjang Gelombang de Broglie pada Tenaga Rendah — λ = h/p
Oleh sebab λ = h/√(2mK), penurunan tenaga kinetik elektron meningkatkan panjang gelombang de Broglie-nya -- zarah perlahan dan 'sejuk' mempunyai tingkah laku gelombang paling ketara dan paling mudah diperhatikan.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira λ = h/√(2m_eK) menggunakan K dalam julat 5-20 eV. Bandingkan dengan jadual -- perhatikan panjang gelombang ini (ratusan pm) lebih panjang daripada eksperimenelektron-de-broglie bertenaga lebih tinggi.
- Terangkan mengapa penurunan tenaga kinetik (menurunkan momentum) sentiasa meningkatkan panjang gelombang de Broglie, menggunakan λ = h/p.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Eksperimen Davisson-Germer 1927 menyerakkan elektron perlahan (tenaga serupa dengan eksperimen ini, berpuluh eV) daripada satu hablur nikel dan memerhatikan corak belauan yang tepat sepadan dengan panjang gelombang de Broglie yang diramal -- pengesahan eksperimen langsung pertama gelombang jirim. Terangkan mengapa elektron perlahan (dengan panjang gelombang setanding jarak atom dalam hablur) ialah pilihan yang tepat bagi eksperimen ini.
- Teknik seperti penyejukan laser boleh memperlahankan atom ke tenaga kinetik sangat rendah, memberikan mereka panjang gelombang de Broglie cukup besar untuk memerhatikan kesan gelombang kuantum yang menakjubkan (seperti pemeluwap Bose-Einstein). Terangkan prinsip am yang menghubungkan 'lebih sejuk' dengan 'lebih bergelombang.'
- 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 Gelombang Elektron Perlahan
- Pilih elektron itu
- Tekan Main
- λ panjang pada tenaga rendah
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.