ITU dualitas gelombang-partikel itu adalah sifat yang melekat pada alam untuk partikel dan gelombang. Sifat ganda dapat diamati melalui eksperimen ketika menyelidiki perilaku partikel, seperti elektron, proton, neutron dan bahkan atom. Dualitas gelombang-partikel adalah hasil dari sejumlah besar eksperimen dan teori, seperti yang terkait dengan efek fotolistrik, diklarifikasi oleh Albert Einstein.
Lihat juga: Boson, Fermion, Lepton – Model Standar Fisika Partikel
Perbedaan gelombang dan partikel
Sebelum berbicara tentang dualitas gelombang-partikel, penting untuk memahami karakteristik masing-masing aspek tersebut.
Di partikel:
- menempati posisi dalam ruang,
- diberkahi dengan massa,
- memiliki bentuk tertentu,
- mereka terletak dengan baik, yaitu, posisi mereka dapat dengan mudah ditentukan.
sudah ombak:
- adalah gangguan dalam ruang,
- tidak memiliki posisi yang pasti,
- tidak memiliki massa,
- adalah fenomena yang mengangkut energi,
- mereka tunduk pada fenomena pemantulan, pembiasan, difraksi, interferensi, dll.
Meskipun merupakan hal yang sama sekali berbeda, dari sudut pandang fisika, setiap partikel memiliki gelombang yang terkait dengannya dan sebaliknya. Bagaimana materi mengekspresikan dirinya, baik dalam bentuk gelombang atau bentuk partikel, terkait dengan bagaimana ia diamati.
dualitas gelombang-partikel
Dualitas gelombang-partikel mulai dipertanyakan ketika hasil eksperimen Heinrich Hertz mengacu pada efek fotoelektrik masuk ke kontradiksi langsung dengan apa yang diharapkan untuk perilaku cahaya, menurut teori elektromagnetik James Clerk Maxwell.
Menurut teori saat ini, setiap frekuensi cahaya harus dapat keluar elektron dari lembaran logam, namun, hasil Hertz menunjukkan bahwa itu hanya dari frekuensi tertentu bahwa emisi tersebut terdeteksi.
ITU Penjelasan untuk efek fotolistrik dibuat oleh Albert Einstein, pada tahun 1905. Einstein menunjukkan bahwa cahaya berperilaku dengan cara terkuantisasi, yaitu, didistribusikan dalam "paket" kecil energi yang melepaskan elektron dari logam jika, dan hanya jika, paket tersebut memiliki tingkat energi yang dapat diserap oleh atom. dari logam. Gagasan bahwa cahaya dapat dikuantisasi bukanlah hal baru, bertahun-tahun sebelum gagasan ini diterapkan pada radiasi termal oleh fisikawan Jerman. Max Planck, yang menjelaskan fenomena masalah tubuh hitam.
Pada tahun 1923, Louis De Broglie menyarankan bahwa partikel juga mampu berperilaku seperti gelombang. ITU hipotesis de Broglie, seperti yang diketahui, menyarankan adanya "gelombang partikel", dengan ini, diharapkan elektron, proton, dan partikel subatom lainnya dapat memberikan efek hingga saat itu secara eksklusif seperti gelombang, seperti pembiasan (perubahan kecepatan gelombang), difraksi (kemampuan gelombang untuk melewati rintangan), dll.
Hipotesis De Broglie dikonfirmasi pada tahun 1928 oleh Eksperimen Davisson-Germer, yang terdiri dari mempromosikan difraksi elektron. Untuk melakukan ini, sinar katoda diarahkan pada target nikel yang dapat diputar, sehingga mengubah sudut di mana berkas elektron terfokus pada bidang atom nikel. tidaknikel.
Hasil penelitian menunjukkan puncak intensitas untuk partikel yang dipantulkan pada sudut tertentu, menunjukkan adanya pola interferensi konstruktif dan destruktif untuk refleksi elektron. Kesimpulan dari percobaan itu adalah elektron dapat terdifraksi dan menghasilkan interferensi, seperti yang dilakukan gelombang elektromagnetik.
Gambar berikut mengilustrasikan situasi di mana elektron terdifraksi: menurut jarak dilalui oleh setiap elektron, pola intensitas terbentuk, seperti yang terjadi pada gelombang difraksi oleh retakpasangan.
Lihat juga: Apa Buraco hitam?
Penjelasan dualitas gelombang-partikel
Penjelasan untuk dualitas gelombang-partikel muncul dengan kemajuan mekanika kuantum. Saat ini, diketahui bahwa semua sistem kuantum diatur oleh mekanisme yang dikenal sebagai Prinsip Ketidakpastian Heisenberg. Menurut prinsip ini, partikel seperti “bidang materi”, karena tidak mungkin menentukan dengan pasti posisi partikel kuantum dengan pasti.
Dari perkembangan persamaan Schroedinger, kita memahami bahwa semua partikel sepenuhnya dicirikan oleh fungsi gelombang, yang tidak ada itu lebih dari ekspresi matematika yang membawa semua informasi yang dapat diekstraksi darinya. partikel.
Sebelum kita mengamati sistem kuantum, informasinya tidak pasti, setelah diamati, adalah mungkin untuk mencari dan mengukurnya, dalam hal ini, kita katakan bahwa fungsi gelombangnya telah runtuh, menampilkan dirinya di salah satu dari negara bagian yang mungkin. Dengan kata lain, yang menentukan apakah suatu entitas kuantum adalah gelombang atau partikel adalah tindakan pengamatan, karena ada kemungkinan eksperimen dilakukan dan perilaku sel diamati dan eksperimen lain mengungkapkan perilaku bergelombang - semua berkat peluangmemberifisikakuantum.
Oleh Rafael Hellerbrock
guru fisika
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-natureza-dual-luz.htm