De Broglie aallonpituus
On olemassa useita selityksiä siitä, että kokeiluja hiukkasia de Broglie aallonpituus ilmenee. Kuitenkin, etteivät kaikki nämä selitykset voidaan esittää matemaattisesti muodossa, tai ne eivät tarjoa fyysinen mekanismi, perustellaan kaava (1).
Aallot sisällä particlesEdit
Kun hiukkaset ovat innoissaan muita hiukkasia kokeen aikana tai törmäys hiukkasten mittauslaitteet, sisäiset seisovat aallot voivat esiintyä hiukkasia., Ne voivat olla sähkömagneettisia aaltoja tai aaltoja, jotka liittyvät hiukkasten voimakkaaseen vuorovaikutukseen, joilla on voimakas gravitaatio voimakkaan vuorovaikutuksen gravitaatiomallissa jne. Avulla Lorentzin muunnokset, voimme kääntää aallonpituus nämä sisäiset heilahtelut osaksi aallonpituus havaita ulkopuolinen tarkkailija, joka suorittaa kokeen liikkuvia hiukkasia., Laskelma sisältää kaavan, de Broglie aallonpituus, sekä etenemisnopeus de Broglie aallonpituus:
c B = λ B T B = c 2 v , {\displaystyle ~c_{B}={\frac {\lambda _{B}}{T_{B}}}={\frac {c^{2}}{v}},}
, missä T B {\displaystyle ~T_{B}} on aika värähtelyn de Broglie aallonpituus.,
Näin, me määrittää tärkeimmät ominaisuudet, jotka liittyvät aalto-hiukkanen kaksinaisuus – jos energia sisäiset seisovat aallot hiukkasia saavuttaa muun energian nämä hiukkaset, sitten de Broglie aallonpituus lasketaan samalla tavalla kuin aallonpituuden fotonien vastaavan vauhtia., Jos energia E e {\displaystyle ~E_{e}} innoissaan hiukkasia on vähemmän kuin muualla energia-m c 2 {\displaystyle ~mc^{2}} , niin aallonpituus saadaan kaavasta:
λ 2 = h c 2 1 − v 2 / c 2 E e v = s p e ⩾ λ B , ( 2 ) {\displaystyle ~\lambda _{2}={\frac {hc^{2}{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}}{E_{e}v}}={\frac {h}{p_{e}}}\geqslant \lambda _{B},\qquad \qquad (2)}
missä p e {\displaystyle ~p_{e}} on vauhtia massa-energia, joka liittyy sisäiset seisovat aallot ja liikkuu hiukkasen nopeudella v {\displaystyle ~v} .,
– on selvää, että kokeiluja de Broglie aallonpituus (1) on pääasiassa ilmenee rajan ja alin arvo aallonpituus (2). Samaan aikaan, kokeiluja joukko hiukkasia ei voi antaa yksiselitteistä arvoa aallonpituus λ 2 {\displaystyle ~\lambda _{2}} kaavan (2) – jos heräte energiat hiukkaset eivät ole hallinnassa, ja ne vaihtelevat eri hiukkasia, arvojen vaihteluväli on liian suuri., Korkeammat energiat vuorovaikutuksista ja hiukkasten’ heräte on, sitä lähempänä ne ovat muun energian, ja lähempänä aallonpituus λ 2 {\displaystyle ~\lambda _{2}} on λ B {\displaystyle ~\lambda _{B}} . Valo hiukkasia, kuten elektroneja, saavuttaa nopeammin nopeus, jotta valon nopeus, tulee relativistinen ja alhaiset energiat osoittaa, kvantti-ja aalto-ominaisuuksia.,
sen Lisäksi, de Broglie aallonpituus, Lorentzin muunnokset antaa toisen aallonpituus ja sen aikana:
λ 1 = h c 1 − v 2 / c 2 E e = h v c p e = λ 2 v c = λ ’ 1 − v 2 / c 2 , {\displaystyle ~\lambda _{1}={\frac {isk{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}}{E_{e}}}={\frac {gr}{cp_{e}}}={\frac {\lambda _{2}v}{c}}=\lambda ”{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}},} T 1 = λ 1 v . {\displaystyle ~T_{1}={\frac {\lambda _{1}}{v}}.}
Tämä aallonpituus on soveltaa Lorentz contraction verrattuna aallonpituus λ ’ {\displaystyle ~\lambda ”} reference frame liittyy hiukkasen., Lisäksi tällä aallolla on etenemisnopeus, joka vastaa hiukkasen nopeutta. Rajoittava tapauksessa, kun heräte-energia hiukkanen on yhtä kuin sen lepoenergia E e = m c 2 {\displaystyle ~E_{e}=mc^{2}} , sillä aaltopituudella, meillä on seuraava:
λ 1 f = h 1 − v 2 / c 2 m c . {\displaystyle ~\lambda _{1f}={\frac {s{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}}{kerho}}.}
saatu aallonpituus ei ole muuta kuin Comptonin aallonpituus Compton-efektissä Lorentz-kertoimen korjauksella.,
kuvattu kuva ulkonäkö de Broglie-aalto ja aalto-hiukkanen kaksinaisuus tulkitaan puhtaasti relativistinen vaikutus, jotka aiheutuvat sen seurauksena, että Lorentz-muunnos seisovan aallon liikkuvat hiukkanen. Lisäksi, koska de Broglie aallonpituus käyttäytyy kuin fotonin aallonpituus vastaavan vauhtia, joka yhdistää hiukkasia ja aaltoja, de Broglie aallonpituuksia pidetään todennäköisyys aaltoja liittyy aaltofunktion., Kvanttimekaniikka, oletetaan, että potenssiin amplitudi aalto-toiminto tietyssä vaiheessa koordinoida edustus määrittää todennäköisyys tiheys löytää hiukkanen tässä vaiheessa.
sähkömagneettinen potentiaali hiukkasia pienenee kääntäen suhteessa etäisyyden hiukkasen havainto piste, mahdollinen vahva vuorovaikutus painovoiman malli vahva vuorovaikutus käyttäytyy samalla tavalla., Kun sisäiset heilahtelut aloittaa hiukkanen, kenttä potentiaali noin hiukkanen alkaa värähtelevän liian, ja näin ollen amplitudi de Broglie aallonpituus kasvaa nopeasti, kun lähestyy hiukkanen. Tämä vastaa juuri sitä, että hiukkanen on todennäköisimmin paikassa, jossa sen aaltofunktion amplitudi on suurin. Tämä pätee puhtaaseen tilaan, esimerkiksi yksittäiseen hiukkaseen., Mutta sekatila, kun aalto tehtäviä useita vuorovaikutteisina hiukkasia otetaan huomioon, tulkinnasta, joka yhdistää aalto-toiminnot ja todennäköisyydet tulee vähemmän tarkka. Tässä tapauksessa aaltofunktio olisi todennäköisesti heijasta koko amplitudi yhdistää de Broglie-aalto, joka liittyy yhteensä amplitudi yhdistetty aalto-alan hiukkaset’ potentiaalit.
Lorentzin muunnoksia de Broglien aallonpituuden määrittämiseksi käytettiin myös artikkelissa.,
Selitys de Broglie aallon läpi seisovat aallot sisällä hiukkasia on myös kuvattu artikkelissa. Lisäksi artikkelissa oletetaan, että hiukkasen sisällä on pyörivä sähkömagneettinen aalto. Artikkelin johtopäätöksen mukaan liikkuvan hiukkasen ulkopuolella pitäisi olla de Broglie-Aalto amplitudimodulaatiolla.
Elektronit atomsEdit
liikkeen elektronien atomien tapahtuu avulla kierto atomien ytimet. Merkittävässä mallissa elektronit ovat muodoltaan kiekkomaisia pilviä., Tämä on seurausta toiminnan neljä suunnilleen sama, jonka suuruus voimia, jotka syntyvät: 1) vetovoima elektronin ytimen, koska voimakas gravitaatio ja Coulombin vetovoima maksut elektroni ja ydin, 2) vastenmielisyys hintaan electron asia itse, ja 3) runaway electron asian ytimestä, koska kierto, joka on kuvattu keskihakuinen voima., Vuonna vety-atomin elektroni valtion kanssa vähintään energiaa voidaan mallintaa pyörivä levy, sisempi reuna, joka on säde 1 2 r B {\displaystyle ~{\frac {1}{2}}r_{B}}, ja ulompi reuna on säde 3 2 r B {\displaystyle ~{\frac {3}{2}}r_{B}} , jossa r B {\displaystyle ~r_{B}} on Bohrin säde.,
Jos oletamme, että elektroni kiertorata atom sisältää n {\displaystyle ~n} de Broglie aallonpituuksia, niin siinä tapauksessa, pyöreä rata, jossa säde r {\displaystyle ~r} , sillä ympyrän kehän ja pyörimismäärä elektronin L {\displaystyle ~L} saamme seuraavat:
2 π r = n λ B , L = r p = n h 2 d , λ B = s s . ( 3 ) {\displaystyle ~2\pi r=n\lambda _{B},\qquad L=rp={\frac {nh}{2\pi }},\qquad \lambda _{B}={\frac {h}{p}}.,\qquad (3)}
Tämä vastaa väittämään, että Bohrin malli, jonka mukaan impulssimomentti vetyatomi on kvantittunut ja verrannollinen kiertoradalla n {\displaystyle ~n} ja Planckin vakio.
Kuitenkin, magnetointi energiaa elektronien atomien paikallaan kiertää normaalisti ei ole yhtä loput energia elektronien sellaisenaan, ja näin ollen paikkatietojen kvantisointi de Broglie-aalto pitkin kiertoradalla muodossa (3), olisi selitettävä jollain muulla tavalla., Erityisesti, se oli osoittanut, että paikallaan kiertää elektroni väliä jakautunut tilaa tasa-arvo pätee liike-väliä energiaa flux ja summa energia-vuot päässä sähkömagneettinen kenttä ja kentän vahva painovoima.
tässä tapauksessa kenttäenergian virtaukset eivät hidasta tai kierrä elektronia. Tämä aiheuttaa atomin elektronin tasapainoympyrän ja elliptisen orbitaalin. Osoittautuu, että kulmikas momenta on kvantisoitu suhteessa Planck vakio, joka johtaa ensimmäisessä lähentämisestä suhteessa (3).,
Lisäksi, siirtymiä yhdestä kiertoradalla toiseen, joka on lähempänä ydin, elektronit säteilevät fotonit, joka kuljettaa energiaa Δ W {\displaystyle ~\Delta W} ja pyörimismäärä Δ L {\displaystyle ~\Delta L} pois atom., Sillä fotonin aalto-hiukkanen kaksinaisuus on vähennetty suoraa yhteyttä näiden määrät ja niiden suhde Δ W / Δ L {\displaystyle ~\Delta W/\Delta L} on yhtä suuri kuin keskimääräinen kulma taajuus fotonin aalto-ja samalla keskimääräinen kulmanopeus electron ω {\displaystyle ~\omega } , joka vastaavissa olosuhteissa tuottaa fotoni atom aikana sen pyörimisen., Jos oletamme, että jokainen fotoni Δ L = s 2 π = ℏ {\displaystyle ~\Delta L={\frac {h}{2\pi }}=\hbar } , missä ℏ {\displaystyle ~\hbar } on Planckin vakio, sitten fotonin energia saadaan: W = ℏ ω {\displaystyle ~W=\hbar \omega } . Tässä tapauksessa, aikana atomic siirtymiä, elektroni on impulssimomentti myös muutokset Δ L = ℏ {\displaystyle ~\Delta L=\hbar } , ja kaava (3) pitäisi olla pyörimismäärä kvantisointi vety-atomin.,
elektronin siirtyminen yhdestä paikallaan tilasta toiseen, rengasmainen valovirta kineettinen energia ja sisäinen kenttä vuot muuttaa sisällä sen väliä, sekä niiden momenta ja energiat. Samaan aikaan, elektronin energia ydinenergia-alan muutoksia, fotonin energia emittoituu elektronin vauhti kasvaa ja de Broglie aallonpituus pienenee (3)., Näin ollen päästöjen kuin fotoni sähkömagneettisen kentän kvantti alkaen atomi on mukana muuttamalla kentän energia-vuot elektroni väliä, molemmat prosessit liittyvät kentän energiat ja muutos electron on impulssimomentti, joka on verrannollinen ℏ {\displaystyle ~\hbar } . Alkaen (3) näyttää siltä, että elektronin kiertoradalla n {\displaystyle ~n} de Broglien aallonpituudet voivat sijaita., Mutta samaan aikaan elektroni on heräte-energia ei pääse sen levätä energiaa, kuin se on tarpeen kuvata de Broglie aallonpituus eteenpäin liikkeen hiukkasia. Sen sijaan, saadaan suhdetta, pyörimismäärä ja energia-vuot elektroni väliä paikallaan valtioiden ja muuttaa näitä kulmikas momenta ja vuot aikana päästöjen fotonit.
Jos tahansa ray: llä on loput massa kuin nolla, se ei ole de broglie aallonpituus de broglie aallonpituus liittyy hiukkasten massa