概念を理解する
* 波長と運動量: 粒子のde broglie波長は、方程式によるその運動量(質量速度)に関連しています。
λ=h / p
どこ:
*λは波長です
* Hはプランクの定数です(6.63 x 10^-34 js)
* Pは勢いです
* 光子運動量: 光子は、質量がないにもかかわらず、次のように与えられた勢いがあります。
p =h /λ
* 光の速度: 光子は常に光の速度で移動します(C =3 x 10^8 m/s)。
計算
1。青色光の波長: 450 nm(4.5 x 10^-7 m)の典型的な青色光波長を仮定します。
2。光子の運動量:
p =h /λ=(6.63 x 10^-34 js) /(4.5 x 10^-7 m)=1.47 x 10^-27 kg m / s
3。同じ波長の粒子の速度:
大規模な粒子の場合: 粒子の質量を知る必要があります。上記の方程式を再配置して、速度(v)を解くことができます。
v =p / m
(ステップ2で計算された運動量と粒子の質量を置き換えて、その速度を見つける。)
* 例:電子
電子の質量は9.11 x 10^-31 kgです。
v =(1.47 x 10^-27 kg m/s)/(9.11 x 10^-31 kg)=1.61 x 10^3 m/s
これは、光の速度よりもはるかに遅いです。
重要なメモ
* 相対論的効果: 粒子の速度が光の速度のかなりの割合である場合、相対論的効果が重要になり、単純な運動量方程式は完全に正確ではありません。
* 波粒子の二重性: De Broglie波長は、物質の波粒子の二重性を示しています。 粒子には質量がありますが、波のような挙動を示すことができます。
青色光と同じ波長を持つ特定の粒子(たとえば、プロトン、中性子)の速度を計算したいかどうかを教えてください。 粒子の質量を提供するだけです!