THE ความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น มันเป็นคุณสมบัติโดยธรรมชาติของทั้งอนุภาคและคลื่น ธรรมชาติคู่สามารถสังเกตได้ผ่านการทดลองเมื่อตรวจสอบ พฤติกรรมของอนุภาค เช่น อิเล็กตรอน โปรตอน นิวตรอน หรือแม้แต่อะตอม ความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นเป็นผลมาจากการทดลองและทฤษฎีจำนวนมาก เช่น การทดลองที่เกี่ยวข้องกับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก อธิบายโดย Albert Einstein.
ดูด้วย: Bosons, Fermions, Leptons – โมเดลมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค
ความแตกต่างระหว่างคลื่นและอนุภาค
ก่อนที่จะพูดถึงความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจลักษณะของแต่ละด้านเหล่านี้
ที่ อนุภาค:
- ครองตำแหน่งในอวกาศ
- กอปรด้วยมวล
- มีรูปร่างที่แน่นอน
- พวกเขาอยู่ในตำแหน่งที่ดีนั่นคือตำแหน่งของพวกเขาสามารถกำหนดได้ง่าย
แล้ว คลื่น:
- เป็นการรบกวนในอวกาศ
- ไม่มีตำแหน่งที่กำหนดไว้
- ไม่มีมวล
- เป็นปรากฏการณ์ที่ขนส่ง พลังงาน,
- สิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการสะท้อน การหักเห การเลี้ยวเบน การรบกวน ฯลฯ
แม้จะเป็นสิ่งที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ในมุมมองของฟิสิกส์ ทุกอนุภาคมีคลื่นที่เกี่ยวข้องกับมันและในทางกลับกัน. สสารแสดงออกอย่างไรไม่ว่าจะอยู่ในรูปคลื่นหรืออนุภาคนั้นสัมพันธ์กับการสังเกต
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
ความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น
ความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นถูกตั้งคำถามเมื่อผลการทดลองของไฮน์ริช เฮิรตซ์อ้างถึง ตาแมวผล ได้เข้า ขัดแย้งโดยตรงกับสิ่งที่คาดหวังสำหรับพฤติกรรมของแสงตามทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ James Clerk Maxwell.
ตามทฤษฎีปัจจุบันในขณะนั้น ความถี่ใด ๆ ของแสงควรจะสามารถพุ่งออกมา อิเล็กตรอน ของแผ่นโลหะ อย่างไรก็ตาม ผลเฮิรตซ์พบว่าเป็นเพียง showed จากบางความถี่ ที่ตรวจพบการปล่อยดังกล่าว
THE คำอธิบายสำหรับเอฟเฟกต์ตาแมวทำโดย Albert Einstein, ในปี ค.ศ. 1905. ไอน์สไตน์แสดงให้เห็นว่าแสงมีพฤติกรรมเชิงปริมาณ กล่าวคือ มันถูกกระจายเป็น "ห่อ" เล็กๆ ของพลังงานที่ อิเล็กตรอนที่ถูกดึงออกจากโลหะก็ต่อเมื่อแพ็กเก็ตเหล่านั้นมีระดับพลังงานที่อะตอมสามารถดูดซับได้ ของโลหะ แนวคิดที่ว่าแสงสามารถหาปริมาณได้ไม่ใช่เรื่องใหม่ เมื่อหลายปีก่อนที่แนวคิดนี้จะถูกนำมาใช้กับการแผ่รังสีความร้อนโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน มักซ์พลังค์ซึ่งอธิบายปรากฏการณ์ของ ปัญหาตัวดำ.
ในปี พ.ศ. 2466 หลุยส์ เดอ บรอกลี แนะนำว่าอนุภาคก็มีพฤติกรรมเหมือนคลื่น THE สมมติฐานของเดอบรอกลีอย่างที่ทราบกันดีว่าการมีอยู่ของ "คลื่นอนุภาค"ด้วยเหตุนี้ จึงคาดว่าอิเล็กตรอน โปรตอน และอนุภาคย่อยอื่น ๆ ของอะตอมสามารถแสดงผลกระทบได้จนกระทั่งถึงลักษณะคล้ายคลื่นเท่านั้น เช่น การหักเหของแสง (การเปลี่ยนแปลงความเร็วของคลื่น) การเลี้ยวเบน (ความสามารถของคลื่นในการหลบหลีกสิ่งกีดขวาง) เป็นต้น
สมมติฐานของ De Broglie ได้รับการยืนยันในปี 1928 โดย การทดลอง Davisson-Germerซึ่งประกอบด้วยการส่งเสริมให้ การเลี้ยวเบน ของอิเล็กตรอน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ลำแสงแคโทดจะพุ่งไปที่เป้าหมายนิกเกิลที่สามารถหมุนได้ เพื่อเปลี่ยนมุมที่ลำอิเล็กตรอนพุ่งชนระนาบของอะตอมนิกเกิล ไม่นิกเกิล.
ผลการศึกษาพบว่ามีความเข้มข้นสูงสุดสำหรับอนุภาคที่สะท้อนในบางมุม บ่งบอกถึงการมีอยู่ของรูปแบบของการแทรกแซงเชิงสร้างสรรค์และการทำลายล้างสำหรับการสะท้อนของ อิเล็กตรอน ข้อสรุปของการทดลองคือ อิเล็กตรอนสามารถเลี้ยวเบนและทำให้เกิดการรบกวนได้เช่นเดียวกับ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า.
รูปต่อไปนี้แสดงสถานการณ์ที่อิเล็กตรอนถูกเลี้ยวเบน: ตามระยะทาง ผ่านอิเล็กตรอนแต่ละตัว รูปแบบของความเข้มก็เกิดขึ้น เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับคลื่น กระจัดกระจายโดย a แตกคู่.
ดูด้วย: สิ่งที่เป็น บียูราคอสสีดำ?
คำอธิบายของความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น
คำอธิบายสำหรับความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นเกิดขึ้นพร้อมกับความก้าวหน้าของ กลศาสตร์ควอนตัม. ปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าระบบควอนตัมทั้งหมดอยู่ภายใต้กลไกที่เรียกว่า หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก. ตามหลักการนี้ อนุภาคเปรียบเสมือน "สนามของสสาร" เนื่องจากไม่สามารถระบุตำแหน่งของอนุภาคควอนตัมได้อย่างแน่นอน
จากการพัฒนาของ สมการชโรดิงเงอร์เรามาทำความเข้าใจว่าอนุภาคทั้งหมดมีลักษณะเฉพาะโดยฟังก์ชันคลื่นซึ่งไม่มีอะไร มันเป็นมากกว่านิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่มีข้อมูลทั้งหมดที่สามารถดึงออกมาได้ อนุภาค.
ก่อนที่เราจะสังเกตระบบควอนตัม ข้อมูลของระบบนั้นไม่แน่นอน หลังจากสังเกตแล้ว ก็เป็นไปได้ เพื่อค้นหาและวัดค่า ในกรณีนี้ เราบอกว่าฟังก์ชันคลื่นของมันยุบลง นำเสนอตัวเองอยู่ในตัวใดตัวหนึ่ง รัฐที่เป็นไปได้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง สิ่งที่กำหนดว่าเอนทิตีควอนตัมเป็นคลื่นหรืออนุภาคคือ การสังเกตเนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะทำการทดลองและสังเกตพฤติกรรมของกล้ามเนื้อและการทดลองอื่นเผยให้เห็นพฤติกรรมที่ไม่สมดุล - ทั้งหมดนี้ต้องขอบคุณ อัตราต่อรองให้ฟิสิกส์ควอนตัม
โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์
