డీ బ్రోగ్లీ ద్రవ్య తరంగాలు: ఎలక్ట్రాన్ యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం

1 · ఊహించండి

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?

• వేగవంతమైన ఎలక్ట్రాన్‌లకు పొడిగించబడిన తరంగదైర్ఘ్యం.
• తరంగదైర్ఘ్యం గతిజ శక్తిపై ఆధారపడదు.
• పొట్టిది — ఎక్కువ గతిజ శక్తి అంటే ఎక్కువ ద్రవ్యవేగం, తరంగదైర్ఘ్యం ద్రవ్యవేగానికి వ్యస్తానుపాతంలో ఉంటుంది.

2 · అమరిక

1. electron-de-broglie ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి.
2. డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్య రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. ప్రతి ప్రయత్నానికి ఎలక్ట్రాన్ గతిజ శక్తిని సెట్ చేసి, దాని డీ బ్రోగ్లీ తరంగదైర్ఘ్యాన్ని నమోదు చేయండి.

3 · డేటా సేకరించండి

మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం 1/√K (x-అక్షం) పై తరంగదైర్ఘ్యం λ (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. రేఖ మూలబిందువు గుండా సరళంగా ఉందా?

4 · విశ్లేషించండి

1. 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.
2. 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.

5 · విస్తరించండి

1. 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.
2. 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.

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు