Fizică modernă
Pachet de unde de electron lent
K mic dă o lungime de undă de Broglie mare pe bancul cu scara λ.
Pachet de unde de electron lent — simulație interactivă de Fizică modernă. K mic dă o lungime de undă de Broglie mare pe bancul cu scara λ. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Electroni cu lungime de undă mare
K mic dă o lungime de undă de Broglie mare pe bancul cu scara λ.
Energia cinetică mică înseamnă impuls mic și lungime de undă de Broglie mare, deci efectele de difracție și interferență domină asupra traiectoriilor de tip particulă. Această presetare folosește electroni lenți, ca λ să fie mare pe banc și comportamentul ondulatoriu evident.
- λ = h/p
- K mic → λ lungă
Rezumat de investigație
Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul
Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.
Întrebare-ghid
Un electron lent are o lungime de undă de Broglie mai lungă decât unul rapid. Înseamnă asta că natura ondulatorie a unui electron lent este mai ușor sau mai greu de observat experimental?
Predicții de cântărit
- Mai greu de observat pentru electronii lenți.
- Mai ușor — o lungime de undă mai mare (comparabilă cu distanțele atomice sau mărimile fantelor) face efectele de difracție și interferență mai pronunțate și detectabile.
- Efectele ondulatorii nu depind de lungimea de undă a electronului.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Energia cinetică K (eV)
Ce măsori:
- Lungimea de undă de Broglie λ (pm)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea slow-electron-wave și apasă Resetează. Acești electroni se mișcă mult mai lent decât în experimentul electron-de-broglie.
- Activează citirea lungimii de undă de Broglie.
- Setează energia cinetică (joasă) a electronului pentru fiecare încercare și înregistrează-i lungimea de undă de Broglie.
Ecuația guvernantă
Lungimea de undă de Broglie la energie joasă — λ = h/p
Deoarece λ = h/√(2mK), scăderea energiei cinetice a electronului îi crește lungimea de undă de Broglie — particulele lente, „reci”, au cel mai pronunțat și mai ușor de observat comportament ondulatoriu.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru o încercare, calculează λ = h/√(2m_eK) folosind K în intervalul 5-20 eV. Compară cu tabelul — observă faptul că aceste lungimi de undă (sute de pm) sunt mai lungi decât ale experimentului electron-de-broglie, cu energie mai mare.
- Explică de ce scăderea energiei cinetice (scăderea impulsului) crește mereu lungimea de undă de Broglie, folosind λ = h/p.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Experimentul Davisson-Germer din 1927 a împrăștiat electroni lenți (energii similare cu acest experiment, zeci de eV) pe un cristal de nichel și a observat un tipar de difracție care corespundea exact lungimii de undă de Broglie prezise — prima confirmare experimentală directă a undelor de materie. Explică de ce electronii lenți (cu lungimi de undă comparabile cu distanțele atomice dintr-un cristal) au fost alegerea potrivită pentru acest experiment.
- Tehnici ca răcirea laser pot încetini atomii până la energii cinetice extrem de joase, dându-le lungimi de undă de Broglie suficient de mari pentru a observa efecte ondulatorii cuantice spectaculoase (ca condensatele Bose-Einstein). Explică principiul general care leagă „mai rece” de „mai ondulatoriu”.
- 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
- Bine ai venit la Unda electronului lent
- Selectează electronul
- Apasă Pornește
- λ lungă la energie mică
- Deschide panoul Proprietăți
- Ai reușit!
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →