ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం
ఎలక్ట్రాన్ డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యం
K పెంచండి — ద్రవ్యవేగం పెరిగేకొద్దీ λ = h/p తగ్గుతుంది.
ఎలక్ట్రాన్ డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యం — ఇంటరాక్టివ్ ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం సిమ్యులేషన్. K పెంచండి — ద్రవ్యవేగం పెరిగేకొద్దీ λ = h/p తగ్గుతుంది. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యం
K పెంచండి — ద్రవ్యవేగం పెరిగేకొద్దీ λ = h/p తగ్గుతుంది.
డీ బ్రోగ్లీ λ = h/p తో ద్రవ్య తరంగాలను ప్రతిపాదించాడు. ద్రవ్యవేగం పెరిగేకొద్దీ ఎలక్ట్రాన్ తరంగదైర్ఘ్యం తగ్గుతుంది — కణ, తరంగ వర్ణనల మధ్య వారధి. ఈ సంబంధమే ఎలక్ట్రాన్ సూక్ష్మదర్శినులకు, λ తో సరిపోల్చదగిన రంధ్రాలు ఉండే స్ఫటిక వివర్తనానికి పునాది.
- λ = h/p
- λ ∝ 1/√K
దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ
ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి
ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.
ముఖ్య ప్రశ్న
లూయిస్ డీ బ్రోగ్లీ, కాంతి మాత్రమే కాదు ఎలక్ట్రాన్ల వంటి కణాలకు కూడా తరంగదైర్ఘ్యం ఉంటుందని ప్రతిపాదించాడు. వేగవంతమైన (ఎక్కువ గతిజ శక్తి గల) ఎలక్ట్రాన్కు డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యం పొడవా లేక పొట్టా?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- వేగవంతమైన ఎలక్ట్రాన్లకు పొడిగించబడిన తరంగదైర్ఘ్యం.
- తరంగదైర్ఘ్యం గతిజ శక్తిపై ఆధారపడదు.
- పొట్టిది — ఎక్కువ గతిజ శక్తి అంటే ఎక్కువ ద్రవ్యవేగం, తరంగదైర్ఘ్యం ద్రవ్యవేగానికి వ్యస్తానుపాతంలో ఉంటుంది.
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- గతిజ శక్తి K (eV)
మీరు కొలిచేవి:
- డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యం λ (pm)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- electron-de-broglie ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి.
- డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్య రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి ఎలక్ట్రాన్ గతిజ శక్తిని సెట్ చేసి, దాని డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని నమోదు చేయండి.
పాలక సమీకరణం
డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యం — λ = h/p
p ద్రవ్యవేగం గల ప్రతి కణానికీ λ = h/p తో సంబంధించిన తరంగదైర్ఘ్యం ఉంటుంది. K గతిజ శక్తి గల అసాపేక్షతా-రహిత కణానికి ఇది λ = h/√(2mK) అవుతుంది — కాంతి యొక్క కణ-తరంగ ద్వైత స్వభావాన్ని ద్రవ్యానికి పొడిగింపు.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ఒక ప్రయత్నానికి, h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg ఉపయోగించి λ = h/√(2m_eK) లెక్కించండి (K ను eV నుండి జౌల్లకు మార్చి). పట్టికతో పోల్చండి.
- λ = h/p, p = √(2m_eK) ఉపయోగించి, ఎక్కువ గతిజ శక్తి (అందువల్ల ఎక్కువ ద్రవ్యవేగం) ఎందుకు పొట్టి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఇస్తుందో వివరించండి — ఫోటాన్ యొక్క E = hc/λ సంబంధానికి సరిగ్గా వ్యతిరేక సంబంధం.
ల్యాబ్కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- ఎలక్ట్రాన్ సూక్ష్మదర్శినులు ఎలక్ట్రాన్ యొక్క చిన్న డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని (కనిపించే కాంతి కంటే చాలా పొట్టిది) వినియోగించి, ఆప్టికల్ సూక్ష్మదర్శిని ఎప్పుడూ చూడలేనంత చిన్న వివరాలను విభేదిస్తాయి. ఎక్కువ-శక్తి ఎలక్ట్రాన్లను (పొట్టి తరంగదైర్ఘ్యం) వాడడం సాధారణంగా ఎలక్ట్రాన్ సూక్ష్మదర్శిని పరిశోధన సామర్థ్యాన్ని ఎందుకు మెరుగుపరుస్తుందో వివరించండి.
- విసిరిన బేస్బాల్కు కూడా డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యం ఉంటుంది, కానీ గమనించడానికి వీలు కానంత చిన్నది. λ = h/p ను బేస్బాల్ యొక్క సాధారణ ద్రవ్యవేగంతో ఉపయోగించి, ద్రవ్య-తరంగ ప్రభావాలు ఎలక్ట్రాన్ వంటి అత్యంత తేలికైన కణాలకే ఎందుకు గోచరిస్తాయో వివరించండి.
- 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
- Electron De Broglie కు స్వాగతం
- ఎలక్ట్రాన్ ఎంచుకోండి
- ప్లే నొక్కండి
- ద్రవ్యవేగం నుండి తరంగదైర్ఘ్యం
- లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.