近代物理
电子德布罗意波长
增大 K——λ = h/p 随动量增大而减小。
电子德布罗意波长——交互式近代物理模拟。增大 K——λ = h/p 随动量增大而减小。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
德布罗意波长
增大 K — λ = h/p 随动量增大而减小。
德布罗意提出物质波，波长 λ = h/p。随着动量增大，电子波长缩短，将粒子图像与波动图像统一起来。这一关系式是电子显微镜和晶体衍射的理论基础——衍射缝隙必须与 λ 相当。
- 德布罗意波长 λ = h/p
- 波长 λ ∝ 1/√K
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
路易斯·德布罗意提出，像电子这样的粒子也有波长，而不仅仅是光。更快（更高动能）的电子具有更长或更短的德布罗意波长吗？
预测权重
- 波长更长，电子速度更快。
- 波长不依赖于动能。
- 更短——更高的动能意味着更高的动量，而波长与动量成反比。
可变角色
您设置的内容：
- 动能K (eV)
您测量的内容：
- 德布罗意波长 λ (pm)
调查如何进行
- 打开「德布罗意物质波：电子的波长（electron-de-broglie）」预设并按重置。
- 启用德布罗意波长读数。
- 设置每次试验的电子动能并记录其德布罗意波长。
控制方程
德布罗意波长 — λ = h/p
任何具有动量p的粒子都对应一个波长λ = h/p。对于动能为K的非相对论性粒子，这变为λ = h/√(2mK)——这正是光的波粒二象性向物质的直接延伸。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验，使用 h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg 计算 λ = h/√(2m_eK)（将 K 从 eV 转换为焦耳）。与表比较。
- 使用 λ = h/p 和 p = √(2m_eK) 解释为什么更高的动能（因此更高的动量）会产生更短的波长 - 与光子的 E = hc/λ 的关系相反。
这在实验室之外的地方表现出来
- 电子显微镜利用电子极短的德布罗意波长（远短于可见光）来分辨光学显微镜永远无法解析的更细微结构。请解释为什么使用能量更高（波长更短）的电子通常能提升电子显微镜的分辨率。
- 被投出的棒球同样具有德布罗意波长，但小到永远不可能被察觉。请用棒球典型动量代入λ = h/p，解释为什么物质波效应只有在像电子这样极轻的粒子上才能被观测到。
- 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
- 欢迎学习电子德布罗意波长
- 选择电子
- 按播放
- 由动量决定波长
- 打开检查器
- 完成了！
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