Vật lý hiện đại
Bước sóng de Broglie của electron
Tăng K — λ = h/p thu nhỏ khi động lượng tăng.
Bước sóng de Broglie của electron — mô phỏng Vật lý hiện đại tương tác. Tăng K — λ = h/p thu nhỏ khi động lượng tăng. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.
Bước sóng de Broglie
Tăng K: λ = h/p giảm khi động lượng tăng.
De Broglie đề xuất sóng vật chất với bước sóng λ = h/p. Electron có bước sóng ngắn hơn khi động lượng tăng, kết nối mô tả hạt và sóng. Quan hệ này là nền tảng của kính hiển vi điện tử và nhiễu xạ tinh thể, nơi khe hở phải tương đương với λ.
- λ = h/p
- λ ∝ 1/√K
Tóm tắt điều tra
Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm
Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.
Câu hỏi lái xe
Louis de Broglie đề xuất rằng các hạt như electron cũng có bước sóng chứ không chỉ có ánh sáng. Một electron nhanh hơn (động năng cao hơn) có bước sóng de Broglie dài hơn hay ngắn hơn?
Dự đoán cân nặng
- Bước sóng dài hơn cho các electron nhanh hơn.
- Bước sóng không phụ thuộc vào động năng.
- Ngắn hơn - động năng cao hơn có nghĩa là động lượng cao hơn và bước sóng tỷ lệ nghịch với động lượng.
Vai trò thay đổi
Những gì bạn đặt:
- Động năng K (eV)
Những gì bạn đo lường:
- Bước sóng De Broglie λ (pm)
Cuộc điều tra diễn ra như thế nào
- Mở cài đặt trước electron-de-broglie và nhấn Reset.
- Kích hoạt tính năng đọc bước sóng de Broglie.
- Đặt động năng của electron cho mỗi lần thử và ghi lại bước sóng de Broglie của nó.
phương trình điều khiển
Bước sóng De Broglie — λ = h/p
Mọi hạt có động lượng p đều có bước sóng liên kết λ = h/p. Đối với một hạt phi tương đối có động năng K, giá trị này trở thành λ = h/√(2mK) — một sự mở rộng trực tiếp của lưỡng tính sóng-hạt của ánh sáng đối với vật chất.
Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì
- Đối với một lần thử, hãy tính λ = h/√(2m_eK) bằng cách sử dụng h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg (chuyển đổi K từ eV sang joules). So sánh với bảng.
- Giải thích, sử dụng λ = h/p và p = √(2m_eK), tại sao động năng cao hơn (và do đó động lượng cao hơn) tạo ra bước sóng NGẮN HƠN — mối quan hệ ngược lại với E = hc/λ. của photon
Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm
- Kính hiển vi điện tử khai thác bước sóng de Broglie cực nhỏ của electron (ngắn hơn nhiều so với ánh sáng khả kiến) để phân giải các chi tiết nhỏ hơn nhiều so với kính hiển vi quang học từng có thể làm được. Giải thích tại sao sử dụng electron năng lượng cao hơn (bước sóng ngắn hơn) thường cải thiện độ phân giải của kính hiển vi điện tử.
- Một quả bóng chày được ném cũng có bước sóng de Broglie, nhưng quá nhỏ để có thể nhận thấy. Sử dụng λ = h/p với động lượng đặc trưng của quả bóng chày, giải thích tại sao hiệu ứng sóng vật chất chỉ có thể quan sát được đối với các hạt cực nhẹ như electron.
- 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
- Chào mừng đến electron de Broglie
- Chọn electron
- Nhấn Phát
- Bước sóng từ động lượng
- Mở Trình kiểm tra
- Hoàn thành!
Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.
Mở phòng thí nghiệm tương tác →