THE dualita vlnových častíc je to inherentná vlastnosť prírody pre častice aj vlny. Dvojaký charakter možno pozorovať pomocou experimentov pri vyšetrovaní chovanie častíc, ako elektróny, protóny, neutróny a dokonca aj atómy. Dualita vlnových častíc je výsledkom veľkého množstva experimentov a teórií, ako sú napríklad experimenty a teórie súvisiace s fotoelektrickým efektom, objasnené Albert Einstein.
Pozri tiež: Bosóny, fermiony, leptóny - štandardný model časticovej fyziky
Rozdiel medzi vlnou a časticou
Predtým, ako hovoríme o dualite vlnových častíc, je dôležité pochopiť vlastnosti každého z týchto aspektov.
O častice:
- zaujať pozíciu vo vesmíre,
- sú obdarení masou,
- mať definovaný tvar,
- sú dobre umiestnené, to znamená, že ich poloha sa dá ľahko určiť.
už je vlny:
- sú poruchy vo vesmíre,
- nemajú definovanú polohu,
- nemaj omšu,
- sú fenomény, ktoré transportujú energie,
- podliehajú javom odrazu, lomu, difrakcie, interferencie atď.
Napriek tomu, že z hľadiska fyziky sú to úplne iné veci, každá častica má s ňou spojenú vlnu a naopak. To, ako sa hmota vyjadruje, či už vo vlnovej alebo časticovej podobe, súvisí s tým, ako sa pozoruje.
dualita vlnových častíc
Dualita vlnových častíc začala byť spochybňovaná, keď experimentálne výsledky Heinricha Hertza odkazovali na fotoelektrický efekt sa dostal do priamy rozpor s tým, čo sa očakávalo od správania svetla, podľa elektromagnetickej teórie James Clerk Maxwell.
Podľa vtedajšej súčasnej teórie by mala byť akákoľvek frekvencia svetla schopná sa katapultovať elektróny plechu však Hertzove výsledky ukázali, že to bolo len z určitých frekvencií že takáto emisia bola zistená.
THE vysvetlenie fotoelektrického javu urobil Albert Einstein, v roku 1905. Einstein ukázal, že svetlo sa správalo kvantizovaným spôsobom, to znamená, že bolo distribuované v malých „balíčkoch“ energie, ktoré odizolované elektróny z kovu len a len vtedy, ak mali tieto pakety energetickú hladinu, ktorú mohli atómy absorbovať. z kovu. Myšlienka, že svetlo je možné kvantovať, nebola nová, roky predtým, ako túto myšlienku nemecký fyzik uplatnil na tepelné žiarenie. Max Planck, ktorý vysvetlil jav problém s čiernym telom.
V roku 1923 Louis De Broglie naznačil, že častice sa tiež môžu správať ako vlny. THE de Broglieho hypotéza, ako bolo známe, naznačoval existenciu „časticové vlny“, s tým sa očakávalo, že elektróny, protóny a ďalšie subatomárne častice môžu mať dovtedy účinky výlučne vlnové, ako napr. lom (zmena rýchlosti vĺn), difrakcia (schopnosť vĺn obísť prekážky) atď.
De Broglieho hypotéza bola potvrdená v roku 1928 Davisson-Germerov experiment, ktorá spočívala v propagácii difrakcia elektrónov. Za týmto účelom bol katódový lúč nasmerovaný na niklový cieľ, ktorý sa mohol otáčať, aby sa zmenil uhol, pod ktorým sa elektrónový lúč zameral na rovinu atómov niklu. čnikel.
Výsledky ukázali vrcholy intenzity pre častice, ktoré sa odrážali v určitých uhloch, čo naznačuje existenciu vzoru konštruktívnych a deštruktívnych zásahov do odrazu elektróny. Záver experimentu bol taký elektróny môžu byť rozptýlené a vytvárať interferenciu, rovnako ako elektromagnetické vlny.
Nasledujúci obrázok ilustruje situáciu, v ktorej sú elektróny difrakované: podľa vzdialenosti prechádzajú každým elektrónom, vytvára sa vzor intenzít, rovnako ako sa to deje pre vlnu rozptyľovaný a prasknúťpár.
Pozri tiež: Čo sú Bčierne uracos?
Vysvetlenie duality vlnových častíc
Vysvetlenie duality vlnových častíc sa objavilo s pokrokom kvantová mechanika. V súčasnosti je známe, že všetky kvantové systémy sa riadia mechanizmom známym ako Heisenbergov princíp neurčitosti. Podľa tohto princípu sú častice ako „pole hmoty“, pretože nie je možné s absolútnou istotou určiť polohu kvantovej častice.
Z vývoja Schroedingerova rovnica, pochopíme, že všetky častice sú úplne charakterizované vlnovou funkciou, ktorú nič je to viac ako matematický výraz, ktorý nesie všetky informácie, ktoré sa z neho dajú získať. častica.
Pred pozorovaním kvantového systému sú jeho informácie neurčité, po pozorovaní je to možné aby sme ich našli a zmerali, v tomto prípade hovoríme, že sa jej vlnová funkcia zrútila a predstavila sa v jednej zo svojich možné stavy. Inými slovami, to, čo určuje, či je kvantová entita vlna alebo častica, je akt pozorovania, pretože je možné, že sa uskutoční experiment a pozoruje sa korpuskulárne správanie a ďalší experiment odhalí vlnité správanie - to všetko vďaka šancadávafyzikakvantová.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učiteľ fyziky
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-natureza-dual-luz.htm
