Какво представляват обектите около нас? Дали частиците са само частици или има и нещо друго? Защо се получават толкова много несъответствия между теорията и експеримента? Каква е връзката между частици и вълни? Могат ли да съществуват успоредно и независимо едни от други или трябва да бъдат свързани с нещо?
Пръв на тези въпроси започнал да отговаря Макс Планк през 1900 г., когато обяснил законите за излъчване на абсолютно черно тяло, като предположил, че енергията (светлината) се излъчва на порции, наречени кванти. Носителят на квант енергия се нарича фотон и има енергия
Пръв на тези въпроси започнал да отговаря Макс Планк през 1900 г., когато обяснил законите за излъчване на абсолютно черно тяло, като предположил, че енергията (светлината) се излъчва на порции, наречени кванти. Носителят на квант енергия се нарича фотон и има енергия
E = h.n
където n е честотата на светлинната вълна, а h е т.нар. константа на Планк ( h = 6,62.10-34 J.s ).
Несъответствиято (показано на следващата фигура) между класическите теоретични пресмятания (Рейли-Джийнс) и наблюдавания интензитет на излъчване при нагрято тяло („абсолютно черно тяло“) довеждат Планк до идеята за квантовата теория.
Първоначално на тази теория не е било обърнато внимание, докато през 1905 г. Айнщайн не обяснил законите на фотоелектричния ефект, като допуснал, че енергията (светлината) не само се излъчва, но и се поглъща само на кванти с енергия E = h.n.
Защо това е толкова шокиращо? Припомнете си: Максуел и Херц преди това са показали, че светлината представлява електромагнитна вълна, а сега Айнщайн настоявал, че тя трябва да се състои от частици! Възможно ли е светлината да бъде едновременно частица и вълна? Тези две идеи изглеждат противоречиви. Но въпреки това някои експериментални данни ясно показват, че тя има вълнова структура, а други – че се състои от частици.
През 1923 г. френският аристократ и прозорлив физик принц Луи дьо Бройл направил следващата крачка напред, като решил загадката частица-вълна. Той изказва предположението, че самите материални частици понякога трябва да имат поведението на вълни!
Вълновата честота на Дьо Бройл n за всяка частица с маса m също удволетворява формулата на Планк. В комбинация с уравнението на Айнщайн E = m.c2, Дьо Бройл достигнал до връзката
Защо това е толкова шокиращо? Припомнете си: Максуел и Херц преди това са показали, че светлината представлява електромагнитна вълна, а сега Айнщайн настоявал, че тя трябва да се състои от частици! Възможно ли е светлината да бъде едновременно частица и вълна? Тези две идеи изглеждат противоречиви. Но въпреки това някои експериментални данни ясно показват, че тя има вълнова структура, а други – че се състои от частици.
През 1923 г. френският аристократ и прозорлив физик принц Луи дьо Бройл направил следващата крачка напред, като решил загадката частица-вълна. Той изказва предположението, че самите материални частици понякога трябва да имат поведението на вълни!
Вълновата честота на Дьо Бройл n за всяка частица с маса m също удволетворява формулата на Планк. В комбинация с уравнението на Айнщайн E = m.c2, Дьо Бройл достигнал до връзката
h.n = E = m.c2
От тук излиза, че всичко, което трепти с някаква честота n, може да съществува само чрез дискретни количества маса m =h.n/c2.
В крайна сметка Луи дьо Бройл предполага, че всяка частица с маса m, която се движи със скорост V, би трябвало да проявява и свойства на вълна с дължина, изразяваща се по формулата
В крайна сметка Луи дьо Бройл предполага, че всяка частица с маса m, която се движи със скорост V, би трябвало да проявява и свойства на вълна с дължина, изразяваща се по формулата
lD = h / m.V ,
наречена формула на Дьо Бройл.
Когато скоростта е много висока (близка до тази на светлината) обектите имат поведението на класически вълни, а когато скоростта е ниска се държат като класически частици.
http://quant.hit.bg/glava3_10.html
тагове: вълни, частици