05 - Fale materii.pdf

(693 KB) Pobierz
Fale materii
1924- Louis de Broglie – teoria fal materii,
1929- nagroda Nobla
Hipoteza de Broglie głosi, że dwoiste korpuskularno – falowe
zachowanie jest cechą nie tylko promieniowania, lecz również
materii.
W przypadku materii i promieniowania całkowita energia E
dowolnego obiektu fizycznego jest związaną z częstotliwością  fali
stowarzyszonej, opisującej jego ruch, następującą relacją:
E
h
gdzie h= 6.6 10 -34 J s jest stałą Plancka.
1
Fizyka II dla Elektroniki, 2010/11
816557839.005.png
Fale materii
Pęd tego obiektu związany jest
z długością przypisanej mu fali
następującą relacją:
h p
h
(1)
p
h
2
k
Definiujemy:
2
k
gdzie jest wektorem falowym o kierunku zgodnym z kierunkiem
propagacji fali o długości  . Wówczas związek (1) ma postać:
kp
2
Fizyka II dla Elektroniki, 2010/11
816557839.006.png
Fale materii
Wielkości charakterystyczne dla cząstki : energia E, oraz pęd p
są związane poprzez stałą Plancka h z wielkościami
charakterystycznymi dla ruchu falowego:
częstotliwość , oraz długość fali .
Wyrażenie:
h
p
opisuje długość fali de Broglie. czyli długość fali materii
stowarzyszonej z ruchem cząstki o pędzie p.
3
Fizyka II dla Elektroniki, 2010/11
816557839.007.png
Fale materii
Przykłady:
a) obiekt makroskopowy
piłka o masie m = 1 kg, porusza się z prędkością v = 10m/s,
długość fali de Broglie stowarzyszonej z tym obiektem wynosi:
34
6.6
10
J
s
h
o
35
25
6.6
10
m
6.6
10
A
m
p
0.1
10
kg
s
Długość fali stowarzyszonej z ruchem piłki jest tak mała,
że nie istnieje układ fizyczny, który umożliwiłby zaobserwować
aspekty falowe (interferencja, dyfrakcja) związane z tym ruchem.
4
Fizyka II dla Elektroniki, 2010/11
816557839.001.png
Fale materii
b) obiekt mikroskopowy
elektron o masie m=9.1 10 -31 kg posiada energię kinetyczną
E k = 100 eV
o
h
h
10
2.1
10
m
2.1
A
p
2
mE
k
jest małe i dlatego w celu zaobserwowania falowych aspektów
związanych z ruchem elektronów należy dysponować układem o
przesłonach posiadających rozmiary porównywalne z λ≈0.1 nm
Takim układem jest sieć krystaliczna .
5
Fizyka II dla Elektroniki, 2010/11
816557839.002.png 816557839.003.png 816557839.004.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin