டி ப்ராக்லி பொருள் அலைகள்: ஒரு எலக்ட்ரானின் அலைநீளம்

1 · கணிப்பு

எலக்ட்ரான்கள் போன்ற துகள்களுக்கு அலைநீளம் உண்டு என்று லூயிஸ் டி ப்ராக்லி முன்மொழிந்தார், ஒளிக்கு மட்டுமல்ல. வேகமான (உயர் இயக்க ஆற்றல்) எலக்ட்ரானுக்கு நீளமானவா அல்லது குறுகியவா டி ப்ராக்லி அலைநீளம் இருக்கும்?

• வேகமான எலக்ட்ரான்களுக்கு நீளமான அலைநீளம்.
• அலைநீளம் இயக்க ஆற்றலை சார்ந்திருக்காது.
• குறுகியது — உயர் இயக்க ஆற்றல் என்பது உயர் உந்தம், மற்றும் அலைநீளம் உந்தத்திற்கு எதிர்விகிதத்தில் உள்ளது.

2 · அமைப்பு

1. electron-de-broglie முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள்.
2. டி ப்ராக்லி அலைநீள வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றலை அமைத்து அதன் டி ப்ராக்லி அலைநீளத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், 1/√K (x-அச்சு) எதிராக அலைநீளம் λ (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். கோடு ஆதாரப் புள்ளி வழியாக நேர்கோடாக செல்கிறதா?

4 · பகுப்பாய்வு

1. 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.
2. 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.

5 · நீட்டிப்பு

1. 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.
2. 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.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்