الفيزياء · المسرد

ما معنى طول موجة دي بروي؟

يُعرف أيضًا باسم: موجة مادة

تعريف 34.15 فيزياء المرحلة الثانوية · الفصل 34 — العالم الكمومي: الفوتونات ومستويات الطاقة

كل جسيم كمية حركته p=mvp = mv يسافر موجة مادة ذات طول موجة دي بروي

λ=hp=hmv.\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}.

أمثلة

مثال 34.16 (لماذا لا تحيد أنت أبدًا)

الإلكترون المسرَّع عبر 100V100\,\mathrm{V} له Ek=1.60×1017JE_k = 1.60 \times 10^{-17}\,\mathrm{J}، p=2meEk=5.4×1024kgm/sp = \sqrt{2m_e E_k} = 5.4 \times 10^{-24}\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}، ومن ثم λ0.12nm\lambda \approx 0.12\,\mathrm{nm} — أي تباعد الذرات في بلورة، وهي تعمل من ثم عمل شقَّيه. أما كرة تنس كتلتها 58g58\,\mathrm{g} بسرعة 25m/s25\,\mathrm{m}/\mathrm{s}: فيكون λ=6.63×1034/1.454.6×1034m\lambda = 6.63\times10^{-34}/1.45 \approx 4.6 \times 10^{-34}\,\mathrm{m}، أي أصغر 101910^{19} مرة من نواة — فلن يظهرها أي شقّ تُهدِّب أبدًا. وhh صغير جدًّا بحيث لا تطفو الحبيبية الكمومية إلا على مقياس الذرة.

مثال 34.17 (المجهر الإلكتروني)

يمنع الحيود تمييز تفصيل أصغر بكثير من طول الموجة المستعمل (الفصل 22): فالضوء المرئي يتوقف قرب 0.5µm0.5\,\text{µ}\mathrm{m}. وللإلكترونات عند 10kV10\,\mathrm{kV} المقدار λ12pm\lambda \approx 12\,\mathrm{pm} — أي أقصر عشرات الآلاف من المرات: فالمجاهر الإلكترونية تصوّر الفيروسات، وآلات الخلية، حتى الذرات المفردة. وقد سلّمت موجة المادة الفيزياءَ عينًا جديدة.

اقرأ في الفصل ←