Dalğa-Zərrək Dvoynuluğu Prinsipi

Fotoelektrik effektin fotoelektrik effekt, Crompton effektinin və Bohr atom modelinin inkişafı ilə birlikdə, işıq və ya genel olaraq radiasiyanın parçacıklardan və ya diskret kvantlardan ibarət olması fikri geniş yayılmaya başladı.
Amma, Huygens Prinsipi və Youngun iki delik deneyinin nəticələri, işığın dalga olduğunu və parçacıkların akışının olmadığıni açıqlayır.

İki delikten keçirilən işığın tərəqqül cədvəli, işığın dalga xüsusiyyətinin nəticəsidir. Bu, yenidən işığın təbiəti mühakiməsinə səbəb oldu. 1704-cü ildə Newton da korpuskular teorisi ilə işığın parçacık xüsusiyyətini təklif etmişdi.

İki teoriyə də işığı tam anlamaq üçün kifayət qədər deyildi. Buna görə, alimlər işığın hem dalga, hem də parçacık xüsusiyyətlərinə malik olduğunu sonradan nəticələndirdilər. 1924-cü ildə, fransız fiziki Louis de Broglie bir teoriya təklif etdi. O, bu dünyadaki bütün parçacıkların dalga xüsusiyyətinə malik olduğunu təklif etdi, yəni bu dünyada kiçik fotonlar və ya böyük fil, hər şeyin özündə bir dalga var, məsələn, dalga xüsusiyyətinin nəzərdə görünə biləcəyi və ya görünməyə biləcəyi fərqli bir məsələdir. O, hər bir maddəyə dalğa uzunluğunu təyin etdi:

Burada, h Planck sabiti, p = mv, v isə cismin sürətidir.

Bundan dolayı, filin çox böyük kütləsi var, onun çox müəyyən momentumu var və beləliklə, biz nəzərə ala bilməyəcəyimiz çox kiçik bir dalga uzunluğu var. Amma elektron kimi kiçik parçacıkların çox kiçik kütləsi var və beləliklə, çox nəzərdə görünən bir dalga uzunluğu və ya dalga xüsusiyyəti var. De Broglie-nin bu teorisi, Bohr atom modelində orbitlərin diskret mövcudluğunu izah etməyə də kömək edir. Elektron, əgər onun uzunluğu onun natural dalga uzunluğunun tam ədəd katına bərabərdirsə, bir orbditdə mövcud olacaq, əks halda o orbit mövcud olmayacaq.

Davieson və Germerin kristaldan elektronların tərəqqülü və elektronlarla iki delikə bombardıramalıqdan sonra alınan oxşar tərəqqül cədvəli, de Broglie maddə dalga teoriyasını və ya dalga-parçacık dualizmi teorisini gücləndirdi.

Compton Effekti

Fotoelektrik effektin, işıq metal üzərinə parçacıkların (fotonlar) formunda düşərkən baş verir. Bir fotonun enerjisi, bir elektronun iş funksiyası enerjisini təmin edir və bu elektronun kinetik enerjisini də verir. Bu fotonlar işıq dalğalarının parçacık xüsusiyyətləridir. Sir Albert Einstein, işığın, hər biri hf enerjili foton adlanan bir çox enerji paketinin toplam effektinin olduğunu təklif etdi. Burada, h Planck sabiti, f isə işığın dərəcəsidir. Bu, işıq dalğasının parçacık xüsusiyyətidir. İşıq dalğasının və ya digər elektromaqnit dalğaların parçacık xüsusiyyəti, Compton effektin tərəfindən izah edilə bilər.

Bu təcrübədə, fo dərəcəli və λo dalga uzunluğunda bir röntgen şüası elektron üzərinə düşdü. Röntgen şüasının elektronla təkərənə getdikdən sonra, elektron və röntgen şüası, gələn şüanın oxu haqqında fərqli bürclərə tərəqqül etdi. Bu toqquş, Newton partikullarının toqquş prinsiplərinə uyğun idi. Toqquşdan sonra, elektron xüsusi bir istiqamətdə ivmələnib, gələn röntgen şüası başqa bir istiqamətdə tərəqqül etdi və tərəqqül edən şüanın dərəcəsi və dalga uzunluğu gələn şüadan fərqli olduğu aşkarlandı. Fotonun enerjisinin dərəcə ilə dəyişdiyinə görə, gələn röntgen şüasının toqquş zamanı enerji itirdiyi və tərəqqül edən şüanın dərəcəsinin gələn şüadan az olduğu nəticələndirildi. Bu itirilmiş enerji, elektronun hərəkət enerjisi kimi xidmət etdi. Bu röntgen şüası və ya fotonların və elektronun toqquşu, Billiard topları kimi Newton partikulları kimi davrandı.

Fotonun enerjisi aşağıdakı kimi verilir:

Beləliklə, fotonun impulsu aşağıdakı kimi isbat edilə bilər:

Bu, aşağıdakı kimi yazıla bilər:

(1) düsturundan, λ dalga uzunluğuna sahip bir elektromaqnit dalğasının, p impulsu olan fotonla əlaqəli olduğu nəticələndirilir.
(2) düsturundan, p impulsu olan bir parçacığın, λ dalga uzunluğu ilə əlaqəli olduğu nəticələndirilir. Bu, dalğanın parçacık xüsusiyyətləri, parçacığın hərəkəti zamanı da dalga xüsusiyyəti göstərdiyini deməkdir.

Artıq dediyimiz kimi, bu nəticə ilk dəfə De Broglie tərəfindən çıxarılıb və beləliklə, bu De Broglie hipotezi kimi tanınır. Hərəkət edən parçacığın dalga uzunluğu aşağıdakı kimi ifadə olunur:

Burada, p impuls, h Planck sabiti, λ dalga uzunluğu De Broglie dalga uzunluğu kimi adlandırılır. De Broglie, elektronların nüvə ətrafında hərəkət etdikdə, onların parçacık xüsusiyyətləri ilə birlikdə dalga xüsusiyyəti də göstərdiyini izah etdi.

Davisson və Germer Təcrübəsi

Elektronun dalga xüsusiyyəti bir çox fərqli üsullarla sübut və qurulabilər, amma ən məşhur təcrübə 1927-ci ildə Davisson və Germer tərəfindən aparılmışdır. Bu təcrübədə, onlar nikel bloku üzərinə təsir edən ivmələnmiş elektronlar şualı istifadə etdilər. Onlar, nikel bloku üzərinə çarpan elektronların tərəqqül cədvəlini gözətdilər. Bu məqsədlə, onlar elektron sıxlığı monitordan istifadə etdilər. Gələn elektron şualının oxu haqqında fərqli bürclərə tərəqqül etməsi gözlənilirdi, amma faktiki təcrübədə, tərəqqül edən elektronların nəzarət edilən bürclərdə daha çox olduğu aşkarlandı. Bu elektronların tərəqqül cədvəli, işığın tərəqqülü ilə oxşardır. Beləliklə, bu təcrübə, elektronların dalga-parçacık dualizminin varlığını açıqlayır. Eyni prinsip proton və neytronlara da tətbiq edilə bilər.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.