Prinsip Dualidad sa Wave ug Particle

Sumala sa pag-unlad sa Photoelectric effect, Crompton’s effect ug Bohr’s model of atom, ang ideya nga ang liwanag o ang mga radiasyon sa pangkalahatan, gisangpotan sa mga partikulo o discrete Quanta nagsilbi og popular. Pero, ang napakadugay na Huygen’s Principle ug ang resulta sa Young’s double slit experiments nagpakita nga ang liwanag usa ka wave ug dili usa ka flow particles.

Ang striking interference pattern nga nakita sa pagpasabot sa liwanag pinaagi sa double slits definitively usa ka resulta sa wave nature sa liwanag. Kini usab nagpadayon sa kontrobersiya sa nature sa liwanag. Sa 1704 Newton usab naggipasabot sa particle nature sa liwanag pinaagi sa iyang corpuscular theory.

Wala sa duha ka teorya ang maayo nga makapahibalo sa tanang phenomena nga gisulay sa liwanag. Kini naghatag sa mga siyentipiko sa konklusyon nga ang liwanag adunay duha ka nature: wave ug particle. Sa 1924, ang French physicist, Louis de Broglie mihimo og teorya. Giingon niya nga ang tanang partikulo sa universe adunay wave nature usab, bisan unsa ang butang sa kalibutan, sama sa small photon o giant elephant, tanan adunay associated wave, kini lang ang wave nature makita o wala. Igiya niya nga ang wavelength giassign sa materyal nga may masa m ug momentum p as

Diin, h ang Planck constant ug p = mv, v ang velocity sa body.

Dahil sa dako nga masa sa elephant, adunay sigurado nga momentum ug ang wavelength kay kaunti, wala makita. Pero ang small particles sama sa electrons, adunay kaunting masa ug ang wavelength mas makita. Ang teorya ni de Broglie usab makatabang sa pagpahibalo sa discrete existence sa orbits sa Bohr’s model of atom. Ang electron mag-exist sa orbit kon ang length sama sa integral multiple sa iyang natural wavelength, kon wala maka-complete sa iyang wavelength, ang orbit wala mag-exist.

Ang mga developments ni Davisson ug Germer sa electron diffraction sa crystal ug ang similar interference pattern nga nakita human sa pag-bombard sa double slit sa electrons nagsuporta sa matter wave theory ni de Broglie o ang wave particle duality theory.

Compton Effect

Sa photoelectric effect, ang liwanag naghit sa metal sa form sa beam of particles nga gitawag og photons. Ang energy sa usa ka photon mahimong makapamahimong sa work function energy sa usa ka electron ug naghatag usab sa kinetic energy sa emitted electron. Kini mga photons ang particle like behavior sa light wave. Si Sir Albert Einstein mihatag nga ang liwanag usa ka collective effect sa daghan nga number sa energy packets nga gitawag og photon diin ang bawg photon adunay energy nga hf. Diin h ang Planck constant ug f ang frequency sa liwanag. Kini usa ka particle like behavior sa light wave. Ang particle like behavior sa light-wave o uban pang electromagnetic wave mahimong ipahibalo pinaagi sa Compton effect.

Sa experiment, usa ka x ray beam sa frequency fo ug wavelength λo naghit sa electron. Pagkatapos sa collision, ang electron ug x-ray scattered sa duha ka kaunti nga angle sa axis sa incident x-ray. Kini collision obeys sa energy conversation principle sama sa collision sa Newtonian’s particles. Nakita nga ang electron nag-accelerate sa particular direction ug ang incident x-ray diffracted sa lain direction ug nakita usab nga ang diffracted ray adunay lain nga frequency ug wavelength sa incident x-ray. Kon ang energy sa photon nag-vary sa frequency, mahimong isulti nga ang incident x-ray mao ang naglost sa energy sa collision ug ang frequency sa diffracted ray gamay sa incident x-ray. Kini lost energy sa x-ray photon naghatag sa kinetic energy sa movement sa electron. Kini collision sa x-ray o photon ug electron sama sa Newtonian’s particles sama sa Billboard balls.

Ang energy sa photon gihatagan sa

Konsekwente, ang momentum sa photon mahimong makapruve as

Konsekwente, mahimong isulti nga,

Gikan sa equation (1), mahimong isulti nga ang electromagnetic wave sa wavelength λ adunay photon sa momentum p. Gikan sa equation (2), mahimong isulti nga ang partikulo sa momentum p adunay wavelength λ. Kini nga ang wave adunay particle like characteristics, ang particle sa pagmove usab adunay wave like behavior.

Konsekwente, ang conclusion unang gihatagan ni De Broglie ug kini gitawag og De Broglie hypothesis. Ang wavelength sa moving particle mahimong makapahibalo as

Diin, p ang momentum, h ang Planck constant ug wavelength λ gitawag og De Broglie’s wavelength. Gitawag ni De Broglie nga ang electrons sa orbit sa nucleus adunay wave like behavior sama sa iyang particle like characteristics.

Divission and Germer Experiment

Ang wave nature sa electron mahimong makapruve ug establish sa daghang paraan pero ang labing popular nga experiment mao ang Divission and Germer sa tuig 1927. Sa experiment, sila gigamit og beam sa accelerated electrons nga normal na naghit sa surface sa nickel block. Sila nagobserve sa pattern sa scattered electrons human sa collision. Gigamit nila og electron density monitor alang dini. Inexpect nga ang electrons scattered sa lain laing angle sa axis sa incident electron beam pero sa actual experiment, ang density sa scattered electrons mas dako sa particular angles. Kini nga angular distribution sa scattered electrons sama sa interference sa light diffraction. Kini nga experiment nagpakita sa existence sa wave particle duality sa electrons. Kini nga principle mahimong gamiton sa protons ug neutrons usab.

Statement: Respetar el original, artículos buenos merecen ser compartidos, si hay infracción por favor contactar para eliminar.