THE dualnost valov-delcev je lastna lastnost narave tako za delce kot za valove. Dvojnost je mogoče opaziti s poskusi pri preiskovanju vedenje delcev, kot elektroni, protoni, nevtroni in celo atomi. Dvojnost valovnih delcev je rezultat številnih poskusov in teorij, kot so tiste, povezane s fotoelektričnim učinkom, pojasnjene s Albert Einstein.
Glej tudi: Bozoni, fermioni, leptoni - standardni model fizike delcev
Razlika med valom in delcem
Preden se pogovarjamo o dualnosti valovnih delcev, je pomembno razumeti značilnosti vsakega od teh vidikov.
Ob delcev:
- zasedejo položaj v vesolju,
- so obdarjeni z maso,
- imajo določeno obliko,
- dobro se nahajajo, to pomeni, da je njihov položaj mogoče enostavno določiti.
že valovi:
- so motnje v vesolju,
- nimajo določenega položaja,
- nimajo mase,
- so pojavi, ki prevažajo energija,
- so izpostavljeni pojavom odboja, loma, difrakcije, interference itd.
Kljub temu da gre za popolnoma različne stvari, z vidika fizike, z vsakim delcem je povezan val in obratno. Kako se snov izraža v obliki valov ali delcev, je povezano z načinom opazovanja.
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
dualnost valov-delcev
Dvojnost valovnih delcev je bila vprašljiva, ko so eksperimentalni rezultati Heinricha Hertza, ki se nanaša na fotoelektrični učinek vstopil v neposredno protislovje s pričakovanim za vedenje svetlobe, v skladu z elektromagnetno teorijo James Clerk Maxwell.
V skladu s trenutno veljavno teorijo bi morala biti vsaka svetlobna frekvenca sposobna izbiti elektroni pločevine, vendar so Hertzovi rezultati pokazali, da je to le z določenih frekvenc da je bila takšna emisija zaznana.
THE razlago za fotoelektrični učinek je podal Albert Einstein, leta 1905. Einstein je pokazal, da se svetloba obnaša v kvantizirani obliki, to je, da je bila razporejena v majhnih "zavojčkih" energije, ki odvzeli elektrone iz kovine, če in samo, če so ti paketi imeli raven energije, ki bi jo lahko absorbirali atomi. iz kovine. Zamisel, da bi bilo mogoče kvantizirati svetlobo, ni bila nova, leta preden je nemški fizik to idejo uporabil za toplotno sevanje. Max Planck, ki je razložil pojav izdaja črnega telesa.
Leta 1923 je Louis De Broglie predlagal, da so se delci lahko obnašali kot valovi. THE de Brogliejeva hipoteza, kot je postalo znano, je nakazoval obstoj "valovi delcev", s tem je bilo pričakovati, da bi lahko elektroni, protoni in drugi subatomski delci do takrat imeli učinke izključno valovite, kot npr. lom (sprememba hitrosti valovanja), difrakcija (sposobnost valov, da obidejo ovire) itd.
Hipotezo De Broglieja je leta 1928 potrdil Davisson-Germerjev poskus, ki je vključeval promocijo difrakcija elektronov. Za to je bil katodni žarek usmerjen proti nikljevi tarči, ki jo je bilo mogoče zasukati, tako da je spremenil kot, pod katerim se je elektronski žarek osredotočil na ravnino atomov niklja. štniklja.
Rezultati so pokazali vrhove intenzitete za delce, ki so se odražali pod določenimi koti, kar kaže na obstoj vzorca konstruktivnih in destruktivnih motenj za odsev elektroni. Zaključek poskusa je bil tak elektroni lahko difraktirajo in povzročajo interference, kot tudi elektromagnetnih valov.
Naslednja slika prikazuje situacijo, v kateri se elektroni ločijo: glede na razdaljo ki ga prečka vsak elektron, se oblikuje vzorec intenzitet, tako kot se dogaja pri valu zlomljeno z a razpokapar.
Glej tudi: Kaj so Bčrni urakos?
Pojasnilo dvojnosti valovnih delcev
Razlaga dualnosti valovnih delcev se je pojavila z napredovanjem leta kvantna mehanika. Trenutno je znano, da vse kvantne sisteme upravlja mehanizem, znan kot Heisenbergovo načelo negotovosti. Po tem principu so delci kot "snovno polje", saj ni mogoče z absolutno gotovostjo določiti položaja kvantnega delca.
Od razvoja Schroedingerjeva enačba, smo razumeli, da je za vse delce popolnoma značilna valovna funkcija, ki pa nič je več kot le matematični izraz, ki vsebuje vse informacije, ki jih je mogoče pridobiti iz njega. delec.
Preden opazimo kvantni sistem, so njegove informacije nedoločene, po opazovanju pa je mogoče da jih poiščemo in izmerimo, v tem primeru rečemo, da je njegova valovna funkcija propadla in se predstavila v enem od svojih možne države. Z drugimi besedami, kaj določa, ali je kvantna entiteta val ali delec, je dejanje opazovanja, ker je možno, da se izvede poskus in opazi telesno vedenje, drugi poskus pa razkrije spodbudno vedenje - vse zahvaljujoč kvotedajefizikakvantna.
Avtor Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike
