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De Broglie波長を使用して電子の速度をどのように計算しますか?

De Broglieの波長を使用して電子の速度を計算する方法は次のとおりです。

De Broglieの仮説を理解する

ルイ・デ・ブログリーは、電子のような粒子が波のような挙動を示すことができると提案しました。 彼は、粒子(λ)の波長を次の方程式を通してその運動量(P)に関連付けました。

λ=h / p

どこ:

*λはde broglie波長(メートル)です

* Hはプランクの定数です(6.626x10⁻³⁴J・s)

* Pは粒子の運動量です(kg・m/s)

勢いをスピードに関連付ける

粒子の運動量は、その質量(m)にその速度(v)を掛けたものとして定義されます。

P =MV

まとめる

1。 de broglie波長(λ)を知っている。 これは問題に与えられるか、他の情報から計算する必要がある場合があります。

2。プランクの定数(h)とde broglie波長(λ)の値をDe Broglieの方程式に置き換えます:

λ=h / p

3。運動量(p)を解く:

p =h /λ

4。運動量の値(p)と電子の質量(m =9.11 x10⁻³¹kg)を運動量の方程式に置き換えます:

P =MV

h /λ=mv

5。速度(v):を解く

v =(h /λ) / m

例:

電子のde broglie波長は1.0 x 10°⁰メートルを持っているとしましょう。 その速度を計算します:

1。与えられた: λ=1.0 x10⁻¹⁰m

2。運動量を計算:

p =h /λ=(6.626 x10⁻³⁴J・s) /(1.0 x 10°m)=6.626 x10⁻²⁴kg・m / s

3。速度を計算:

v =(h /λ) / m =(6.626 x10⁻²⁴kg・m / s) /(9.11 x10⁻³¹kg)≈7.28x10⁶m / s

重要なメモ:

*この計算では、電子の速度が非相対論的(光の速度よりもはるかに少ない)を想定しています。 光の速度に近い速度には、相対論的修正が必要です。

*この計算では、電子が遊離粒子であると想定しています。 力や相互作用の存在は、その勢いに影響を与える可能性があります。

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