Fiżika Moderna

Tul ta’ mewġa ta’ de Broglie ta’ l-elettron

Għolla K — λ = h/p tonqos hekk kif il-momentum jikber.

Tul ta’ mewġa ta’ de Broglie ta’ l-elettron — simulazzjoni interattiva ta’ Fiżika Moderna. Għolla K — λ = h/p tonqos hekk kif il-momentum jikber. Laboratorju virtwali tal-fiżika b’xejn fil-browser b’kejl SI ħaj u tutorjal gwida.

tul ta’ mewġa ta’ de Broglie

Għolla K — λ = h/p tonqos hekk kif il-momentum jikber.

de Broglie ippropona mewġ tal-materja bit-tul ta’ mewġa λ = h/p. L-elettroni jiksbu tul ta’ mewġa inqas hekk kif il-momentum jitla’, u jgħaqqad id-deskrizzjonijiet ta’ partiċella u mewġa. Din ir-relazzjoni hi l-bażi ta’ mikroskopji ta’ elettroni u diffrizzjoni ta’ kristalli fejn il-fetxiet iridu jkunu komparabbli ma’ λ.

• λ = h/p
• λ ∝ 1/√K

Sommarju ta’ investigazzjoni

Ippjana l-mistoqsija qabel ma tiftaħ il-lab

Il-brief jgħaqqad mal-paġna pre-renderjata: mistoqsija ewlenija, predizzjonijiet li jikkontestaw, rwoli tal-varjabbli, liġijiet li jirregolaw, s-setup, analiżi u talbiet ta’ estensjoni jibqgħu viżibbli u f’dan l-ordni.

Mistoqsija ta’ tmexxija

Louis de Broglie ippropona li partiċelli bħall-elettroni jkollhom tul ta’ mewġa ukoll, mhux biss id-dawl. Elettron aktar mgħaġġel (enerġija ċinetika ogħla) għandu tul ta’ mewġa ta’ de Broglie itwal jew inqas?

Predizzjonijiet biex jitqiesu

• Tul ta’ mewġa itwal għal elettroni aktar mgħaġġla.
• It-tul ta’ mewġa ma jiddependix mill-enerġija ċinetika.
• Inqas — enerġija ċinetika ogħla ifisser momentum ogħla, u t-tul ta’ mewġa hu inversament proporzjonali għall-momentum.

Rwoli tal-varjabbli

X’issettja:

• Enerġija ċinetika K (eV)

X’tkejjel:

• Tul ta’ mewġa ta’ de Broglie λ (pm)

Kif taħdem l-investigazzjoni

1. Iftaħ il-preset ta’ electron-de-broglie u agħfas Reset.
2. Attiva l-qari ta’ tul ta’ mewġa ta’ de Broglie.
3. Issettja l-enerġija ċinetika ta’ l-elettron għal kull prova u irrekordja t-tul ta’ mewġa tiegħu ta’ de Broglie.

l-ekwazzjoni li tiggwida

Tul ta’ Mewġa ta’ de Broglie — λ = h/p

Kull partiċella b’momentum p għandha tul ta’ mewġa assoċjat λ = h/p. Għal partiċella mhux relativistika b’enerġija ċinetika K, din issir λ = h/√(2mK) — estensjoni diretta tal-dwalità mewġa-partiċella tad-dawl għall-materja.

X’il-folja stampabbli titlob lill-istudenti jaħdmu

• Għal prova waħda, ikkalkula λ = h/√(2m_eK) bl-użu ta’ h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg (tikkonverti K minn eV għal ġoules). Qabbel mat-tabella.
• Ispjega, bl-użu ta’ λ = h/p u p = √(2m_eK), għalfejn enerġija ċinetika ogħla (u għalhekk momentum ogħla) tipproduċi tul ta’ mewġa INQAS — ir-relazzjoni opposta minn E = hc/λ ta’ foton.

Fejn dan jidher lil hinn mill-lab

• Mikroskopji ta’ elettroni jesplortaw it-tul ta’ mewġa ta’ de Broglie żgħir ħafna ta’ elettron (ħafna inqas mid-dawl viżibbli) biex jirriżolvu dettalji ħafna iżgħar minn dak li mikroskopju ottiku qatt seta’. Ispjega għalfejn l-użu ta’ elettroni ta’ enerġija ogħla (tul ta’ mewġa inqas) ġeneralment itejjeb ir-riżoluzzjoni ta’ mikroskopju ta’ elettroni.
• Ballun ta’ baseball mitfugħ għandu wkoll tul ta’ mewġa ta’ de Broglie, imma żgħir ħafna biex qatt jinnota. Bl-użu ta’ λ = h/p bil-momentum tipiku ta’ ballun ta’ baseball, ispjega għalfejn l-effetti ta’ mewġ tal-materja huma osservabbli biss għal partiċelli ħfief estremament bħall-elettroni.

• 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

1. Merħba għal Elettron De Broglie
2. Agħżel l-elettron
3. Agħfas Riproduċi
4. Tul ta’ mewġa mill-momentum
5. Iftaħ il-pannell tal-Proprjetajiet
6. Għamirtha!

Iftaħ is-simulazzjoni interattiva biex tibni x-xena, agħfas Riproduċi, u esplora b’kejl ħaj u tutorjal bil-gwida.

Iftaħ Lab Interattiv →

Niżżel il-folja →

Il-Mewġ ta’ Materja ta’ de Broglie