THE dualnost val-čestica prirodno je svojstvo prirode i za čestice i za valove. Dvostruka priroda može se uočiti eksperimentima pri istraživanju ponašanje čestica, poput elektrona, protona, neutrona, pa čak i atoma. Dvojnost valova i čestica rezultat je velikog broja eksperimenata i teorija, poput onih povezanih s fotoelektričnim efektom, pojašnjenih u Albert Einstein.
Pogledajte i: Bozoni, fermioni, leptoni - standardni model fizike čestica
Razlika između vala i čestice
Prije nego što govorimo o dualnosti valnih čestica, važno je razumjeti karakteristike svakog od ovih aspekata.
Na čestice:
- zauzeti položaj u svemiru,
- obdareni masom,
- imaju definirani oblik,
- dobro su smješteni, odnosno njihov se položaj može lako odrediti.
već ono valovi:
- su poremećaji u svemiru,
- nemaju definiran položaj,
- nemaju masu,
- su pojave koje prevoze energije,
- podložni su pojavama refleksije, loma, difrakcije, interferencije itd.
Iako su potpuno različite stvari, sa stajališta fizike, svaka čestica ima val povezan s njom i obrnuto. Način na koji se materija izražava, bilo u obliku vala ili u obliku čestica, povezan je s načinom na koji se promatra.
dualnost val-čestica
Dvojnost valova i čestica došla je u pitanje kada su eksperimentalni rezultati Heinricha Hertza koji se pozivaju na fotoelektrični efekt ušao u izravna kontradikcija s onim što se očekivalo za ponašanje svjetla, prema elektromagnetskoj teoriji James Clerk Maxwell.
Prema trenutnoj teoriji u to vrijeme, bilo koja frekvencija svjetlosti trebala bi biti u stanju izbiti elektroni lima, međutim, rezultati Hertza pokazali su da je to bilo samo s određenih frekvencija da je takva emisija otkrivena.
THE objašnjenje za fotoelektrični efekt dao je Albert Einstein, 1905. godine. Einstein je pokazao da se svjetlost ponaša kvantizirano, to jest, distribuira se u malim "paketima" energije koji lišili su elektrone iz metala ako i samo ako su ti paketi imali razinu energije koju bi atomi mogli apsorbirati. od metala. Ideja da se svjetlost može kvantizirati nije bila nova, godinama prije nego što ju je njemački fizičar primijenio na toplinsko zračenje Max Planck, koji je objasnio fenomen izdanje crnog tijela.
1923. god. Louis De Broglie sugerirao da su se i čestice sposobne ponašati poput valova. THE de Broglieova hipoteza, kako je postalo poznato, sugerirao je postojanje "valovi čestica", s tim se očekivalo da bi elektroni, protoni i druge subatomske čestice do tada mogli imati efekte isključivo valovite, poput lomljenje (promjena brzine vala), difrakcija (sposobnost valova da zaobiđu prepreke) itd.
De Broglieova hipoteza potvrđena je 1928 Eksperiment Davisson-Germer, koja se sastojala od promicanja difrakcija elektrona. Da bi to učinili, snop katode bio je usmjeren na nikalnu metu koja se mogla rotirati, kako bi se promijenio kut pod kojim se elektronska zraka fokusirala na ravninu atoma nikla. Nenikla.
Rezultati su pokazali vrhove intenziteta za čestice koje su se odražavale pod određenim kutovima, ukazujući na postojanje obrasca konstruktivnih i destruktivnih smetnji za refleksiju elektroni. Zaključak eksperimenta bio je taj elektroni se mogu difraktirati i stvarati smetnje, kao i Elektromagnetski valovi.
Sljedeća slika ilustrira situaciju u kojoj se elektroni difraktiraju: prema udaljenosti prelazeći svaki elektron, formirao se obrazac intenziteta, baš kao što se događa kod vala ometano a pukotinapar.
Pogledajte i: Što su Bcrni urakosi?
Objašnjenje dualnosti val-čestica
Objašnjenje dualnosti valova i čestica pojavilo se s napredovanjem kvantna mehanika. Trenutno je poznato da svim kvantnim sustavima upravlja mehanizam poznat kao Heisenbergov princip nesigurnosti. Prema ovom principu, čestice su poput "polja materije", jer nije moguće sa apsolutnom sigurnošću odrediti položaj kvantne čestice.
Iz razvoja Schroedingerova jednadžba, shvatili smo da su sve čestice u potpunosti karakterizirane valnom funkcijom, koja ništa više je od matematičkog izraza koji nosi sve informacije koje se iz njega mogu izvući. čestica.
Prije nego što promatramo kvantni sustav, njegove su informacije neodređene, nakon promatranja moguće je da ih lociramo i izmjerimo, u ovom slučaju kažemo da se njegova valna funkcija srušila, predstavljajući se u jednom od svojih moguće države. Drugim riječima, ono što određuje je li kvantni entitet val ili čestica je čin promatranja, jer je moguće da se provede eksperiment i promatra korpuskularno ponašanje, a drugi eksperiment otkriva valovito ponašanje - sve zahvaljujući izgledidajefizikakvantni.
Napisao Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-natureza-dual-luz.htm
