Fyzika 007 - Vlnové vlastnosti částic

FYZIKA MIKROSVĚTA

ZÁKLADY KVANTOVÉ FYZIKY

Vlnové vlastnosti částic

A) DE BROGLIEHO VLNA

Víme:

fotoelektrický jev a Comptonův jev → energie fotonu E = h .f

(energie je přímo úměrná frekvenci)

Hybnost fotonu:

Popis veličin:

p ... hybnost fotonu,

h ... Planckova konstanta,

λ ... vlnová délka

Kvantum elektromagnetického záření (foton) se chová jako částice.

Potom také platí:

Luis de Broglie (Francouz)

ORIGINÁLNÍ MYŠLENKA (HYPOTÉZA)

Proč by se klasické částice (elektrony, ...) nemohly chovat jako vlny?

(s každou volnou částicí o velikosti hybnosti p potom musí souviset určitá rovinná vlna s vlnovou délkou λ,

platilo by pro jakékoliv hmotné objekty s nenulovou klidovou hmotností m, které se pohybují rychlostí v)

VZTAH PRO DE BROGLIEHO VLNU

B) DAVISSONOVY A GERMEROVY POKUSY

experimentálně potvrzují de Broglieho hypotézu

pozorování rozptylu elektronů na povrchu monokrystalu

v roce 1927 prováděli G. Davisson a L. Germer (Američani) pokusy

1937 Nobelova cena za fyziku

Stručné vysvětlení důkazu:

víme, že interferencí se při rozptylu záření vlna zesílí právě tehdy, když platí podmínka

b ... mřížková konstanta - znali předem

φ ... úhel rozptylu - změřili

potom určili hledanou vlnovou délku λ

!!! získaná hodnota se shodovala s výsledkem určeným výpočtem ze vztahu !!!

ZÁVĚR

Tímto experimentem byly dokázány vlnové vlastnosti částic.

SHRNUTÍ

Elektrony a ostatní částice jsou objekty mikrosvěta, které mají částicové i vlnové vlastnosti a nejsou ani částicemi ani vlnou. Jejich chování nelze popsat zákony klasické fyziky.