Upload
others
View
17
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Vlnové vlastnosti častíc
Vlnovo-časticový dualizmus
Experimentálne potvrdenie vlnových vlastností častíc
Heisenbergove relácie neurčitosti
Vlnovo-časticový dualizmus
Louis de Broglie (1892-1987)
Vlnovo-časticový dualizmus
Louis de Broglie (1923):
častice (napr. elektrón) niekedy môžu prejavovať vlnové vlastnosti
elektromagnetické žiarenie
prúd častíc fotónov
Častici hmotnosti m pohybujúcej sa rýchlosťou v prislúcha De Broglieho
vlnová dĺžka :
mv
h
vlnovo - časticový dualizmus
Žiarenie absolútne čierneho telesa
Fotoelektrický jav
Comptonov jav
Čiarové spektrá prvkov h
c
hf
c
Ep
Vlnovo-časticový dualizmus - experimentálne potvrdenie
Sir Joseph John Thomson
(1856-1940)
Vlnovo-časticový dualizmus - experimentálne potvrdenie
rtg žiarenie - vlastnosti vĺn
vlastnosti častíc - elektróny
Thomsonov experiment
rtg žiarenie elektróny
Clinton Davisson a Lester Germer
Vlnovo-časticový dualizmus - experimentálne potvrdenie
Schéma Davissonovho – Germerovho
experimentu
Vlnovo-časticový dualizmus - experimentálne potvrdenie
Maximum
pre = 50°
Experimentálne výsledky
DG-exp
Vlnovo-časticový dualizmus – experimentálne potvrdenie
Experimentálne potvrdenie
Davissonov – Germerov experiment
ostré maximum v rozdelení
rozptýlených elektrónov - uhol 50
od smeru pôvodného zväzku
JeV 19106,11
Davissonov – Germerov experiment
Vlnovo-časticový dualizmus - experimentálne potvrdenie
k
k
mE
h
p
h
mEp
2
2
m
p
m
mmvEk
22
1 22
1
sin
k
kd
Vlnovo-časticový dualizmus
Akú de Broglieho vlnovú dĺžku má auto hmotnosti m = 1000 kg,
rýchlosti v = 72 km/h = 20 m/s?
nerozlíšiteľné od nuly
Výpočet de Broglieho vlnovej dĺžky pre makroobjekty:
mmv
h 3834
103,320.1000
1063,6
Vlnovo-časticový dualizmus
Vlnovo - časticový dualizmus
Elektróny:
častice - náboj, hmotnosť
vlnové prejavy - difrakcia
Elektromagnetické žiarenie:
vlnenie - interferencia
prúd častíc - fotoefekt, ...
Princíp komplementarity (Niels Bohr) :
experiment – buď vlnový alebo časticový popis
Heisenbergove relácie neurčitosti
.
Werner Heisenberg (1901 – 1976)
Heisenbergove relácie neurčitosti
Nech fotón s
hybnosťou p = h/
dopadne na elektrón
1. pôvodná hybnosť elektrónu sa zmení o : h
p
2. neurčitosť určenia polohy x elektrónu je určená
vlnovou dĺžkou fotónu : xhx.p
Heisenbergov
myšlienkový experiment
Heisenbergove relácie neurčitosti
Existuje fundamentálna hranica presnosti súčasného určenia
polohy a hybnosti a energie a časového intervalu :
Heisenbergove
relácie neurčitosti
2.
xp
2.
tE
2
h
Heisenbergove relácie neurčitosti
Určenie minimálneho polomeru atómu vodíka :
me = 9,1.10-31 kg
E = 17 eV = 2,7 . 10-18 J
mEp 2 p = 2,2 .10-24 kg m s-1
4.
hxp
p
hx
4
p môže byť menšie alebo rovné p p = p
m10 . 5,24
11-
minp
hxx
JeV 19106,11
Heisenbergove relácie neurčitosti