THE aaltopartikkelien kaksinaisuus se on luontainen ominaisuus sekä hiukkasille että aalloille. Kaksoisluonne voidaan havaita kokeilla tutkimalla hiukkasten käyttäytyminen, kuten elektronit, protonit, neutronit ja jopa atomit. Aalto-hiukkasten kaksinaisuus on seurausta suuresta joukosta kokeita ja teorioita, kuten fotoelektriseen vaikutukseen liittyviä, Albert Einstein.
Katso myös: Bosonit, Fermionit, Leptonit - Partikkelifysiikan vakiomalli
Ero aallon ja hiukkasen välillä
Ennen kuin puhutaan aaltopartikkelien kaksinaisuudesta, on tärkeää ymmärtää kunkin tämän ominaisuuden ominaisuudet.
Klo hiukkasia:
- miehittää asema avaruudessa,
- on massa,
- on määritelty muoto,
- ne ovat hyvällä paikalla, toisin sanoen heidän asemansa voidaan helposti määrittää.
jo aaltoja:
- ovat avaruuden häiriöitä,
- ei ole määriteltyä asemaa,
- ei ole massaa,
- ovat ilmiöitä, jotka kuljettavat energiaa,
- he ovat alttiita heijastumis-, taittumis-, diffraktio-, häiriöilmiöille jne.
Huolimatta täysin erilaisista asioista, fysiikan näkökulmasta, jokaisella hiukkasella on siihen liittyvä aalto ja päinvastoin. Se, miten aine ilmaisee itseään, joko aaltomuodossa tai hiukkasten muodossa, liittyy siihen, miten sitä havaitaan.
aaltopartikkelien kaksinaisuus
Aalto-hiukkasten kaksinaisuus kyseenalaistettiin, kun Heinrich Hertzin kokeelliset tulokset viittasivat valosähköinen ilmiö pääsi suora ristiriita sen kanssa, mitä valon käyttäytymiseltä odotettiin, sähkömagneettisen teorian mukaan James Clerk Maxwell.
Tuolloin vallitsevan teorian mukaan minkä tahansa valotaajuuden pitäisi pystyä poistumaan elektronit peltiä, Hertz-tulokset osoittivat kuitenkin, että se oli vain tietyiltä taajuuksilta että tällainen päästö havaittiin.
THE selityksen valosähköiselle vaikutukselle teki Albert Einstein, vuonna 1905. Einstein osoitti, että valo käyttäytyi kvantisoidulla tavalla, toisin sanoen se jaettiin pieniin energiapaketteihin, jotka irrotetut elektronit metallista vain ja vain, jos näillä paketeilla oli energiataso, jonka atomit pystyivät absorboimaan. metallia. Ajatus valon kvantifioimisesta ei ollut uusi vuosia ennen kuin saksalainen fyysikko oli soveltanut tätä ajatusta lämpösäteilyyn. Max Planck, joka selitti mustan rungon ongelma.
Vuonna 1923 Louis De Broglie ehdotti, että hiukkaset pystyivät myös käyttäytymään kuin aallot. THE de Broglien hypoteesi, kuten tuli tunnetuksi, ehdotti "hiukkasaallot", tällöin odotettiin, että elektronit, protonit ja muut subatomiset hiukkaset voisivat vaikuttaa siihen asti yksinomaan aaltomaisesti, kuten taittuminen (aallon nopeuden muutos), diffraktio (aaltojen kyky kiertää esteitä) jne.
De Broglien hypoteesi vahvistettiin vuonna 1928 Davisson-Germer-kokeilu, joka koostui diffraktio elektroneja. Tätä varten katodisäde suunnattiin nikkelikohteeseen, jota voitiin kääntää, muuttamaan kulmaa, jossa elektronisäde keskittyi nikkeliatomien tasoon. einikkeli.
Tulokset osoittivat tietyissä kulmissa heijastuneiden hiukkasten intensiteettihuiput, joka osoittaa rakentavien ja tuhoavien häiriöiden mallin olemassaolon elektronit. Kokeen johtopäätös oli se elektronit voivat hajota ja tuottaa häiriöitä, samoin kuin elektromagneettiset aallot.
Seuraava kuva kuvaa tilannetta, jossa elektronit diffraktoidaan: etäisyyden mukaan jokaisen elektronin kulkemana muodostui intensiteettikuvio, aivan kuten tapahtuu aallolle hajotettu a crackpari.
Katso myös: Mitä ovat Bmustat urakot?
Selitys aaltopartikkelien kaksinaisuudesta
Selitys aaltopartikkelien kaksinaisuudelle syntyi kvanttimekaniikka. Tällä hetkellä tiedetään, että kaikkia kvanttijärjestelmiä hallitsee mekanismi, joka tunnetaan nimellä Heisenbergin epävarmuusperiaate. Tämän periaatteen mukaan hiukkaset ovat kuin "ainekenttä", koska kvanttihiukkasen sijaintia ei voida määrittää täysin varmalla tavalla.
Kehittämisestä Schroedingerin yhtälö, ymmärrämme, että kaikille hiukkasille on täysin tunnusomaista aaltofunktio, joka ei mitään se on enemmän kuin matemaattinen lauseke, joka sisältää kaiken siitä saatavan tiedon. hiukkanen.
Ennen kuin havaitsemme kvanttijärjestelmän, sen tiedot ovat epämääräisiä, havaittuaan ne ovat mahdollisia niiden löytämiseksi ja mittaamiseksi sanotaan tässä tapauksessa, että sen aaltofunktio on romahtanut esittäen itsensä yhdessä sen mahdolliset valtiot. Toisin sanoen, mikä määrittää, onko kvanttiyksikkö aalto vai hiukkanen, on havainnointi, koska on mahdollista, että koe suoritetaan ja korpuskulaarinen käyttäytyminen havaitaan ja toinen koe paljastaa aaltoilemattoman käyttäytymisen - kaikki kertoimetantaafysiikkakvantti.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-natureza-dual-luz.htm