はじめに
物質波としても知られるド ブロイ波は、波を記述する数式に従って時間または空間で変化する物質オブジェクトの動作または特性の特徴です。
ド・ブロイ波は、その波が音と同じように極限を通過するため、明らかに予想外の場所に亜原子粒子が存在することを説明しています。その結果、重い原子核は、アルファ崩壊として知られるプロセスでそれ自体のフラグメントを放出することがあります。粒子として、核の断片 (アルファ粒子) は、核の周りの力の障壁を克服するためのエネルギーを欠いています。それにもかかわらず、波として、バリアを介して漏出する可能性があります。つまり、原子核の外側で検出される可能性があります。
ド・ブロイ波長
フランスの物理学者であるルイ・ド・ブロイは、1924 年に、粒子が粒子の性質に加えて波動の性質を持つ可能性があることを提案しました。
3年後、電子の波動性が実験的に発見されました。一方、私たちが毎日見たり経験したりする物体は、計算された波長が電子の波長よりもはるかに小さいため、それらの波動特性は検出されていません。波のように振舞いながら時間や空間で変化する物質の性質。
物質波としても知られています。物質は波動粒子の二重の性質を持っていると考えられています。これは、粒子と波動の両方の働きをすることが科学的に証明されている光の二面性に非常によく似ています。その結果、ド・ブロイ波は素粒子の領域でのみ重要な役割を果たします。
ド・ブロイの方程式
ド・ブロイ方程式は、物質の波動特性を定義する際に最も一般的に使用されます。あるいは、電子のような微細な粒子の波の性質を説明していると言えます。
さらに、De Broglie は、微視的または巨視的な移動粒子は、物質波として知られている波動特性に関連付けられることを示唆しています。
しかし、粒子が波のように振る舞うことがあるため、しばらくして彼は波長を使用して粒子の速度と運動量の関係を理解しました。
初期には、単一の実験で物質の粒子と波動の両方の性質を証明することはできませんでした。なぜなら、すべての実験はいくつかの原理に基づいており、結果はその実験に反映されるだけでなく、原理に関連している必要があるためです.
質量が非常に小さく、光速よりも遅い速度で移動する粒子は、粒子と波の両方のように振る舞います。
そして、このド・ブロイをサポートするために、そのような小さな粒子の質量と波長を関連付ける方程式を導出しました。
ド・ブロイ方程式の導出
プランクの量子論によると電磁波のエネルギー
E =hν =hc/λ —— eq 1
アインシュタインによると、粒子のエネルギーはその質量と速度に関連しています
E =mc2 —— eq 2
より小さな粒子が二重の性質を示す場合、エネルギーは同じになります。それはド・ブロイが行ったことです。彼は、速度 v で移動し、質量 m を持つ粒子について、これらのエネルギー方程式の両方を同一視しました
E =hc/λ=mv2
さて、
h/λ=mv
λ =h/mv
h =板の定数
これは、ブロイ卿によって与えられた、粒子の波長と運動量を関連付ける最終的な方程式です。
ド・ブロイ方程式の応用
<オール>これは原子間の距離に似ています。その結果、結晶は電子回折格子として働きます。結晶構造は、回折パターンを使用して決定できます。
- 顕微鏡で使用される波長によって、観察できる最小の特徴のサイズが制限されます。可視光の最小波長は 400 nm =4 x 10-7 m です。一般的な電子顕微鏡の波長は可視光の 1000 分の 1 であり、非常に詳細な研究に使用できます。
結論
ド・ブロイ波は、その波が音と同じように極限を通過するため、明らかに予想外の場所に亜原子粒子が存在することを説明しています。その結果、重い原子核は、アルファ崩壊として知られるプロセスでそれ自体のフラグメントを放出することがあります。ド・ブロイ方程式は、物質の波動特性を定義する際に最も一般的に使用されます。物質の波動特性は非常に小さな物体でしか見えないため、電子をソースとして二重スリット干渉パターンのド ブロイ波長が作成されます。
