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。