நவீன இயற்பியல்
எலக்ட்ரான் டி ப்ராக்லி அலைநீளம்
K-ஐ உயர்த்துங்கள் — உந்தம் வளரும்போது λ = h/p சுருங்கும்.
எலக்ட்ரான் டி ப்ராக்லி அலைநீளம் — ஊடாடும் நவீன இயற்பியல் உருவகம். K-ஐ உயர்த்துங்கள் — உந்தம் வளரும்போது λ = h/p சுருங்கும். நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.
டி ப்ராக்லி அலைநீளம்
K-ஐ உயர்த்துங்கள் — உந்தம் வளரும்போது λ = h/p சுருங்கும்.
டி ப்ராக்லி, λ = h/p அலைநீளம் கொண்ட பொருள் அலைகளை முன்மொழிந்தார். உந்தம் உயரும்போது எலக்ட்ரான்கள் குறுகிய அலைநீளம் பெறுகின்றன, துகள் மற்றும் அலை விளக்கங்களுக்கு இடையே பாலம். இந்தத் தொடர்பு, எலக்ட்ரான் நுண்நோக்கிகள் மற்றும் படிக விளிம்பு விலகலுக்கு அடிப்படை, அங்கு திறப்புகள் λ-உடன் ஒப்பிடத்தக்கதாக இருக்க வேண்டும்.
- λ = h/p
- λ ∝ 1/√K
ஆய்வுச் சுருக்கம்
ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்
சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.
இயக்கும் கேள்வி
எலக்ட்ரான்கள் போன்ற துகள்களுக்கு அலைநீளம் உண்டு என்று லூயிஸ் டி ப்ராக்லி முன்மொழிந்தார், ஒளிக்கு மட்டுமல்ல. வேகமான (உயர் இயக்க ஆற்றல்) எலக்ட்ரானுக்கு நீளமானவா அல்லது குறுகியவா டி ப்ராக்லி அலைநீளம் இருக்கும்?
நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்
- வேகமான எலக்ட்ரான்களுக்கு நீளமான அலைநீளம்.
- அலைநீளம் இயக்க ஆற்றலை சார்ந்திருக்காது.
- குறுகியது — உயர் இயக்க ஆற்றல் என்பது உயர் உந்தம், மற்றும் அலைநீளம் உந்தத்திற்கு எதிர்விகிதத்தில் உள்ளது.
மாறிகளின் பாத்திரங்கள்
நீங்கள் அமைப்பவை:
- இயக்க ஆற்றல் K (eV)
நீங்கள் அளப்பவை:
- டி ப்ராக்லி அலைநீளம் λ (pm)
விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது
- electron-de-broglie முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள்.
- டி ப்ராக்லி அலைநீள வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றலை அமைத்து அதன் டி ப்ராக்லி அலைநீளத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
ஆளும் சமன்பாடு
டி ப்ராக்லி அலைநீளம் — λ = h/p
உந்தம் p கொண்ட ஒவ்வொரு துகளுக்கும் ஒரு தொடர்புள்ள அலைநீளம் λ = h/p உள்ளது. இயக்க ஆற்றல் K கொண்ட ஒரு சார்பியல் அல்லாத துகளுக்கு, இது λ = h/√(2mK) ஆக மாறும் — ஒளியின் அலை-துகள் இருவகையின் பொருளுக்கான நேரடி நீட்சி.
அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது
- ஒரு முயற்சிக்கு, h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg பயன்படுத்தி (K-ஐ eV-இலிருந்து ஜூல்களாக மாற்றி) λ = h/√(2m_eK) கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- λ = h/p மற்றும் p = √(2m_eK) பயன்படுத்தி, உயர் இயக்க ஆற்றல் (மற்றும் எனவே உயர் உந்தம்) குறுகிய அலைநீளத்தை ஏன் உருவாக்குகிறது — ஒரு ஃபோட்டானின் E = hc/λ உடனான எதிர் தொடர்பு — என்று விளக்குங்கள்.
ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது
- எலக்ட்ரான் நுண்நோக்கிகள், ஒரு எலக்ட்ரானின் மிகச் சிறிய டி ப்ராக்லி அலைநீளத்தை (காட்சி ஒளியை விட மிகக் குறைவு) பயன்படுத்தி, ஒரு ஒளி நுண்நோக்கி எப்போதும் செய்ய முடியாத சிறிய விவரங்களைத் தீர்க்கின்றன. உயர்-ஆற்றல் எலக்ட்ரான்களை (குறுகிய அலைநீளம்) பயன்படுத்துவது, ஒரு எலக்ட்ரான் நுண்நோக்கியின் தீர்க்கும் திறனை பொதுவாக ஏன் மேம்படுத்துகிறது என்று விளக்குங்கள்.
- எறியப்படும் ஒரு பேஸ்பாலுக்கும் ஒரு டி ப்ராக்லி அலைநீளம் உண்டு, ஆனால் கவனிக்கக்கூடிய அளவுக்கு மிகச் சிறியது. பேஸ்பாலின் வழக்கமான உந்தத்துடன் λ = h/p பயன்படுத்தி, பொருள்-அலை விளைவுகள் ஏன் எலக்ட்ரான்கள் போன்ற மிக இலகுவான துகள்களுக்கு மட்டுமே கவனிக்கத்தக்கவை என்று விளக்குங்கள்.
- 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
- எலக்ட்ரான் டி ப்ராக்லி அலைநீளத்திற்கு வருக
- எலக்ட்ரானைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
- இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
- உந்தத்திலிருந்து அலைநீளம்
- பண்புகள் பேனலைத் திறங்கள்
- செய்துவிட்டீர்கள்!
காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.