Ondaren Partikula Dualitatearen Printzipioa

Fotodenduaren garapena fotodendua, Crompton-en efektua eta Bohrren atomaren ereduak ideia batzuei buruz zabaldu zen, argi edo radiazioen orokorrean osatuta dauden partikuluei edo diskretu Quantak. Hala ere, oso ezaguna Huygen-en Printzipioa eta Young-en bi hirako ekuinmentuen emaitzak argi asko adierazten zuten argiak ala bidekako partikuluak ez direla.

Argiak bi hirako pasatzean agertzen den interferentziaren patroia, argiak ala ondo adierazten zuen. Horrek berriro argiaren natura kontrobersia erakarri zuen. 1704ean Newton ere corpuscular teorian argiaren partikula natura proposatu zuen.

Bi teoriak ez ziren nahiko adierazgarriak argiarekin lotutako fenomenoen guztiak azaldu ahal izateko. Beraz, zientzialariak hasi ziren argiak ala partikula natura duelako konklusioetara. 1924an, Frantziako fisikari bat, Louis de Broglie teoria bat proposatu zuen. Egin zuen gure unibertsoko partikula guztiek ala natura duela, hau da, munduko objektu txiki bat edo elefantu handi bat, guztiak bere ala duela, beste batzuei badagoen ere. Alabea, masa m eta momentum p dituzten material guztiei alabea esleitu zien

Non, h Planck-en konstantea eta p = mv, v gorputzaren abiadura.

Beraz, elefantu baten masaren inguruan, momentum handi bat duenez, alabe txiki bat du, horixe ikusten ez dugun. Baina elektron bezalako partikula txikiak masatxiki bat dutenez, alabe edo ala natura oso ikusgarrizkoa dute. De Broglie-ren teoria honek Bohrren atomaren ereduan orbiten existentzia diskretua azaltzen laguntzen digu. Elektroi bat orbitan egongo da bere luzera integral multiplo bat baldin bada, ez badu bere alabea bukatzen, orduan hori orbita ez da existituko.

Davisson eta Germer-ren garapenak elektronen difrakzioak kristal batetik eta elektronen sarrerako doble hirako jaso zen interferentziaren patroia antolatu zuten de Broglie-ren materiaren ala teoria edo ala partikula dualitatea teoria.

Compton Efektua

Fotodenduan, argiak metal batetik pasatzen da fotonei deitzen zaizun partikulen bitartez. Fotono baten energia lan-funtzioaren energia ekarriko du elektron bati, baita abiadura kinetikoa ere. Fotono hauek dira argiaren partikula natura. Albert Einstein proposatu zuen argiak fotonei deitzen zaizun energia paketeen kolektibotasuna zela, non fotono bakoitzak hf energiak badu. Non h Planck-en konstantea eta f argiaren maiztasuna. Hona hemen argiaren partikula natura. Argiaren edo elektrizitate magnetikoaren ala partikula natura Compton efektuaren bidez azal daiteke.

Esperimentu honetan, x ikerketa baten fo maiztasuneko eta λo luzera alabea duen x ikerketa elektron baten gainetik igaro zen. X ikerketaren gainetik igarota, elektronak eta x ikerketa desberdineko angelutan banatzen dira. Esperimentuak energia-konserbazioaren printzipioa betetzen du, hala nola Newtonen partikulen topoak. Topoaren ondoren, elektronak norabide jakin batera abiarazten da, eta x ikerketa beste norabide batera difraktatzen da. Gainera, x ikerketa difraktatuaren maiztasuna eta luzera alabea desberdinak dira. Fotonoaren energia maiztasunarekin aldatzen denean, x ikerketa topoan energia galduko du, eta x ikerketa difraktatuaren maiztasuna beti izango da x ikerketa erabilgarriaren baino gutxiago. X ikerketa fotonoaren energia galduak elektronaren mugimenduaren energia cinetikoari lagunduko dio. X ikerketa edo fotonoen eta elektronen topoak Billboard piloiak bezalako Newtonen partikuletako topoak dira.

Fotonorren energia formula hau da

Beraz, fotonorren momentumak frogatzeko formula hau da

Formula hau idatzi daiteke honela,

(1) formulatik ondorioztun dezakegu, λ luzera alabea duen ala elektrizitate-magnetikoek fotonorren p momentuma izango dute.
(2) formulatik ondorioztun dezakegu, p momentuma duen partikula λ luzera alabearekin elkartua izango da. Hau da, ala partikula karakteristikak ditu, partikula mugimenduan ala iturriak ere aurkitzen dira.

Aldiz, hori lehen aldiz De Broglie ekarri zuen, horixe De Broglie hipotesia dela esaten da. Mugitzen den partikularen alabea hau da

Non, p momentum, h Planck-en konstantea eta λ alabea De Broglie-ren alabea deitzen zaio. De Broglie elektronak nukleoraren inguruan orbitatzen direnean, ala iturriak ere partikula karakteristikak dituela azaldu zuen.

Davisson eta Germer Esperimentua

Elektronen ala natura modu anitzetan frogatu eta ezarri daiteke, baina popularragoa Davisson eta Germer esperimentua 1927an egin zuen. Esperimentu honetan, elektronen haztapen-behar bat erabili zuten, normalki nikel bloke baten gainetik igarotzen zen. Nikel blokearen gainetik igarotzen zaien elektronen banaketaren patroia ikusi zuten. Horretarako elektron-dentsitate monitor bat erabili zuten. Espero zen elektronak gainetik igarotzen zaien elektron haztapen-behararen ardatzarekiko angelu desberdinetan banatuko zirela, baina esperimentu errealan elektronen dentsitatea angelu jakin batetan besteen baino handiagoa izan zen. Elektronen banaketaren angeluarra argiaren difrakzioaren interferentziarekin oso antolatu zen. Beraz, esperimentu honek elektronen ala partikula dualitatea frogatzen du. Prinzipio berdina aplikatu daiteke proton eta neutroni ere.

Declaración: Respetar la original, los buenos artículos merecen ser compartidos, si hay infracción, por favor contacte para eliminar.