23101

Хвильові властивості частинок. Хвилі де Бройля

Доклад

Физика

Хвилі де Бройля. Тобто інколи відбувається прояв як хвилі інколи як частинки. Тоді можна отримати вираз для хвилі де Бройля . Оберемо напрям вздовж за напрям розповсюдження хвилі де фаза хвилі що пересувається у просторі з фазовою швидкістю що шукається з умови що переміщується так щоб фаза залишалась постійною .

Украинкский

2013-08-03

5.02 MB

6 чел.

39.Хвильові властивості частинок. Хвилі де Бройля.

Після появи теорії атома Бора (1- електрони рухаються по стаціонарним орбітам, випромінювання або поглинання світла згідно з-н збереження , як наслідок квантування моменту кількості руху ; потім для системи з кількома ступенями вільності правило квантування Бора – Зоммерфельда   , де - число ступенів вільності) де Бройль висунув припущення, що співвідношення Ейнштейна , яке визначає дискретний характер рівнів в атомних системах, вказує на зв'язок кожного рівня з відповідною частотою. Де Бройль зробив припущення, що частинки речовини якимось чином є зв’язаними з хвильовими властивостями цих частинок (єдність між речовиною і світлом). Тобто інколи відбувається прояв як хвилі, інколи як частинки.

Розглянемо плоску хвилю  , що ототожнюється із вільною частинкою з енергією  та імпульсом . Вони пов’язані з частотою і хвильовим числом так як і для квантів світла: ,  (це і є основні р-ння де Бройля). Тоді можна отримати вираз для хвилі де Бройля . Тоді умова квантування Бора зводиться до того, що на орбіті електрона в атомі вкладається ціле число хвиль де Бройля (для колової орбіти  радіуса  , тобто).

Оберемо напрям вздовж  за напрям розповсюдження хвилі , де - фаза хвилі, що пересувається у просторі з фазовою швидкістю , що шукається з умови, що  переміщується так, щоб фаза залишалась постійною . Ця швидкість залежить від х-вого числа (а отже і від довжини хвилі), тобто має місце дисперсія хвиль. Цим вони відрізняються від е-м-п хвиль для яких в пустому просторі .

, тоді з р-нь де Бройля , величина фазової швидкості перевищує швидкість світла у вакуумі . Тобто монохроматична хвиля не може переносити часинку (енергію), тому окремим частинкам ставляться у відповідність цуг хвиль. Амплітуди окремих хвиль рівні наступному

. Тоді результуюча функція . Розкладемо частоту  в ряд поблизу , що відповідає :

, де . Обмежимося членами першого порядку малості і підставляючи в інтеграл отримаємо ,де . Щоб визначити швидкість руху пакету в цілому (групову швидкість) знайдемо швидкість переміщення постійного значення амплітуди: . Для вільної нерелятивістської частинки  маємо  (тобто групова швидкість пакету співпадає зі швидкістю руху частинки).

Проведемо експеримент з класичними частинками. При закритій 2-ій щілині отримаємо імовірність , того що частинка через 1-шу щілину попадає в точку . Потім навпаки закриваємо 1-шу і маємо . Якщо відкрити обидві щілини, то отримаємо класичний з-н додавання ймовірностей .

В дослідах з електронами (Девіссона, Джемера і Томсона) робиться аналогічна процедура. Але крива сумарної імовірності (при обох відкритих щілинах) має інтерференційний характер (аналогічний тому як би проходили хвилі). Ймовірності потрапляння електрона на екран повторюють криву інтенсивності хвиль, що інтерферують (тобто не можливо застосувати класичні закони).  Будемо інтерпретувати х-лю де Бройля  - як амплітуду ймовірності, а сама ймовірність . Тоді , де - різниця фаз. Тобто виконується квантовомехнічний з-н додавання ймовірностей, що і спостерігається на експерименті . Відмітимо, що інтерференція спостерігається коли не відомо крізь яку щілину пройшов електрон.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7904. Конституційні права та свободи людини і громадянина 139 KB
  Тема: Конституційні права та свободи людини і громадянина Мета: ознайомити учнів з конституційними правами та свободами людина і громадянина, їх класифікацією, пояснити значення прав та свобод людини і громадянина та їх захист в Україні формувати в...
7905. Право власності. Урок 52.5 KB
  Тема уроку: Право власності Мета уроку: сформувати уявлення про зміст спадкового права, порядок спадкування за заповітом та за законом навчити аналізувати правові ситуації, що регулюються нормами спадкового права розвивати ...
7906. Володимиро-Суздальське князівство. Великий Новгород. Монгольське завоювання Русі 25.48 KB
  Всесвітня історія: Володимиро-Суздальське князівство. Великий Новгород. Монгольське завоювання Русі. Невська битва та Льодове побоїще. Початок збирання руських земель навколо Москви. Мета: створити умови для всебічного розуміння учнями всіх політичн...
7907. Віра, надія, любов як духовно-практичні виміри людини 41 KB
  Віра, надія, любов як духовно-практичні виміри людини Загальноприйнятим і простим є твердження, що людина не може жити без віри. Насамперед віру тлумачать якупевненість людини в існуванні якого-небудь явища, визнання його реальності. Віра...
7908. Загальні засади організації системи органів влади України 40 KB
  Загальні засади організації системи органів влади України У розділі І Конституції Загальні засади є низка важливих положень, які стосуються характеру і статусу організації державної влади. В ч. 1 ст. 5 Конституції встановлено: «Народ здійснює влад...
7909. Причини, характер, періодизація Другої світової війни 29.2 KB
  Причини, характер, періодизація Другої світової війни Більше, ніж півстоліття минуло з дня закінчення Другої світової війни, яка принесла людству чисельні жертви і руйнування. У цій війні брали участь понад 60 держав, на території яких проживало...
7910. Стереотипи та їх роль у житті людини і суспільства. Толерантність. Ксенофобія. Расизм 26.28 KB
  Стереотипи та їх роль у житті людини і суспільства. Толерантність. Ксенофобія. Расизм. Мета: розвивати готовність і потребу учнів до самопізнання і самореалізації своєї особистості визначити сутність понять стереотипи, толерантність формувати ...
7911. Засоби масової інформації та їх роль у суспільному житті 28.66 KB
  Засоби масової інформації та їх роль у суспільному житті Мета: дати знання про сутність понять інформація, ЗМІ, Інформаційна революція визначити основні види і функції ЗМІ розкрити роль ЗМІ у сучасному суспільному житті продовжити формування вмін...
7912. Особливості розвитку української культури. Освіта. Недільні школи в наддніпрянській Україні. Вищі навчальні заклади. Новоросійський університет 25.19 KB
  Особливості розвитку української культури. Освіта. Недільні школи в наддніпрянській Україні. Вищі навчальні заклади. Новоросійський університет Освіта в другій половині XIX ст.Чому освіту називають світлом життя? МЕТА:формувати вміння аналізув...