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速度15.0の電子の波長を決定する光の速度?

このシナリオが不可能な理由の説明とともに、光の速度の15.0倍の速度で移動する電子の波長を決定する方法は次のとおりです。

問題の理解:

* de broglie波長: De Broglie波長の概念は、すべての物質が波のような特性を示すと述べています。 粒子の波長(λ)は、次の方程式によってその運動量(p)に関連しています。

λ=h/p

どこ:

*λは波長(メートル)です

* Hはプランクの定数です(6.626 x 10^-34 j・s)

* pは勢いです(kg・m/s)

* 勢い: 運動量(p)は、質量(m)倍の速度(v)として計算されます。

p =m * v

光の速度に関する問題:

* 特別相対性理論: アインシュタインの特別相対性理論の理論によれば、質量のあるものは光の速度よりも速く移動することはできません(c =3.00 x 10^8 m/s)。

* 無限エネルギー: オブジェクトが光の速度に近づくと、その質量は無限に増加します。 さらに加速するには、無限の量のエネルギーが必要であり、物理的に不可能です。

結論:

電子は、光の速度の15.0倍で移動できません。このシナリオは、特別な相対性理論の基本原則に違反しています。

この不可能な速度を達成できる場合、波長を計算しましょう:

1。運動量を計算します:

*電子の速度は15cなので、次のことがあります。

v =15 * 3.00 x 10^8 m/s =4.50 x 10^9 m/s

*電子の質量は9.11 x 10^-31 kgです

*したがって、勢いは次のとおりです。

p =(9.11 x 10^-31 kg) *(4.50 x 10^9 m/s)=4.0995 x 10^-21 kg・m/s

2。波長を計算します:

* De Broglie方程式の使用:

λ=(6.626 x 10^-34 j・s) /(4.0995 x 10^-21 kg・m / s)≈1.61x 10^-13メートル

重要な注意: この波長計算は純粋に仮説的であり、物理的に可能な状況を反映していません。

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