THE 波動粒子の二重性 それは粒子と波の両方に固有の自然の特性です。 二重の性質は、調査するときに実験を通して観察することができます 粒子の振る舞い、 電子、陽子、中性子、さらには原子のように。 波動粒子の二重性は、光電効果に関連するものなど、多数の実験と理論の結果であり、 アルバート・アインシュタイン.
も参照してください： ボソン、フェルミ粒子、レプトン–素粒子物理学の標準モデル
波と粒子の違い
波動粒子の二重性について話す前に、これらの各側面の特徴を理解することが重要です。
で 粒子:
- 宇宙での地位を占める、
- 質量に恵まれている、
- 定義された形状を持っている、
- それらは適切に配置されています。つまり、それらの位置は簡単に決定できます。
すでに 波:
- 宇宙の乱れであり、
- 定義された位置がありません、
- 質量がない、
- 輸送する現象です エネルギー,
- それらは、反射、屈折、回折、干渉などの現象の影響を受けます。
物理学の観点からは、まったく異なるものであるにもかかわらず、 すべてのパーティクルには波が関連付けられており、その逆も同様です。. 物質が波形であろうと粒子形態であろうと、それ自体がどのように表現されるかは、それがどのように観察されるかに関係しています。
今やめないで... 広告の後にもっとあります;）
波動粒子の二重性
ハインリヒ・ヘルツの実験結果が 光電効果 に入った 光の振る舞いに期待されていたものとの直接の矛盾、の電磁気理論によると ジェームズクラークマクスウェル.
当時の現在の理論によれば、どの周波数の光でも放出できるはずです 電子 板金の、しかし、ハーツの結果はそれが 特定の周波数から そのような放出が検出されたこと。
THE 光電効果の説明は アルバート・アインシュタイン、1905年。 アインシュタインは、光が量子化された方法で動作すること、つまり、光がエネルギーの小さな「パケット」に分配されることを示しました。 それらのパケットが原子によって吸収されることができるエネルギーレベルを持っていた場合にのみ、金属から電子を取り除きました。 金属の。 光を量子化できるという考えは、この考えがドイツの物理学者によって熱放射に適用される何年も前に、新しいものではありませんでした。 マックスプランク、の現象を説明した 黒体の問題.
1923年、
ルイ・ド・ブロイ 粒子も波のように振る舞うことができることを示唆しました。 THE ドブロイの仮説、それが知られるようになったので、の存在を示唆しました 「粒子の波」これにより、電子、陽子、その他の亜原子粒子は、それまでは波状のような効果しか発揮できないと予想されていました。 屈折 （波の速度の変化）、回折（波が障害物を回避する能力）など。ドブロイの仮説は、1928年に デイヴィソン・ガーマー実験、の宣伝で構成されました 回折 電子の。 これを行うために、陰極ビームは、電子ビームがニッケル原子の平面に集束する角度を変えるために、回転することができるニッケルターゲットに向けられた。 番号ニッケル.
結果は、特定の角度で反射された粒子の強度ピークを示しました。 の反映のための建設的および破壊的な干渉のパターンの存在を示します 電子。 実験の結論は 電子は回折して干渉を引き起こす可能性があります、 電磁波.
次の図は、電子が回折される状況を示しています。距離に応じて 波の場合と同じように、各電子が通過すると、強度のパターンが形成されます。 によって回折 亀裂ペア。
も参照してください： 何ですか B黒ウラコス？
波動粒子の二重性の説明
波動粒子の二重性の説明は、 量子力学. 現在、すべての量子システムは、 ハイゼンベルグの不確定性原理. この原理によれば、量子粒子の位置を絶対的に確実に決定することは不可能であるため、粒子は「物質の場」のようなものです。
の開発から シュレーディンガー方程式、私たちはすべての粒子が波動関数によって完全に特徴付けられていることを理解するようになりますが、それは何もありません それは、そこから抽出できるすべての情報を運ぶ数式以上のものです。 粒子。
量子システムを観測する前は、その情報は不確定ですが、観測した後は、 それらを見つけて測定するために、この場合、その波動関数が崩壊し、その波動関数の1つに現れていると言います 可能な状態。 言い換えれば、量子実体が波であるか粒子であるかを決定するのは、 観察行為、実験が実行され、小体の振る舞いが観察され、別の実験が波状の振る舞いを明らかにする可能性があるためです-すべてのおかげで オッズ与える物理量子。
RafaelHellerbrock著
物理の先生
