Dalga-Bozon Ikkiyonchilik Prinsipi

Fototelekin effekti, Crompton effekti va Bohr atom modeli ning rivojlanishi bilan, nurlar yoki umuman ishkoriy toki parçalardan yoki diskret Quanta dan iborat ekanligi fikri keng tarqalgan. Biroq, Huigen qoidasi va Yangning ikkita chiziqli o'rtma tajribasi natijalariga ko'ra, nurlarning toki bo'lib, parçalardan iborat emasligi juda aniq bo'lgan.

Ikki chiziqli o'rtma orqali o'tkazilgan nurdan hosil bo'lgan interferensiya namoyoni nurlarning toki xususiyatidan kelib chiqqan. Bu qayta bor nurlarning tabiatini muommoni paydo qildi. 1704-yilda Nyuton korpuskulyar nazariyasi orqali nurlarning parçalardan iborat ekanligini taqdim etgan.

Ikki nazariya ham nurlarga bog'liq barcha jarayonlarni to'liq tushuntirishga yetishmaydi. Shuning uchun olimlar nurlarning toki va parçala xususiyatlari ekanligini qabul qilishni boshladi. 1924-yilda fransuz fiziki Louis de Broglie bir teoriya taklif qilgan. U dunyodagi barcha parçalar toki xususiyatga ega ekanligini, ya'ni dunyo bo'lgan hamma narsa, o'sha kichik fotonlardan yoki katta filgacha, har birining o'ziga xos toki ekanligini aytdi, bu toki xususiyati ko'rinadigan yoki ko'rinmaydigan masalaning farqi bo'lsada. U massaga m va momentga p ga ega bo'lgan har bir nesnaga quyidagicha toki uzunligini berdi:

Bu yerda, h Planck konstantasi, p = mv, v esa jismning tezligi.

Shunday qilib, filning juda katta massasi sababli uning juda katta momenti va shundan keyin juda kichik toki uzunligi bor, bu bizga ko'rinmaydi. Biroq, elektronlar kabi kichik parçalar juda kichik massa va shundan keyin juda ko'rinadigan toki uzunligi yoki toki xususiyatiga ega. De Broglie teoriyasi Bohr atom modelidagi orbitlarning diskret mavjudligini tushuntirishga yordam beradi. Agar elektronning uzunligi uning natural toki uzunligining butun sonlik karralisiga teng bo'lsa, unda bu orbit mavjud bo'ladi, agar toki uzunligini to'liq yakunlay olmasa, bu orbit mavjud bo'lmaydi.

Davison va Germer tomonidan elektronlar kristalga tortib chiqarilishi va elektronlar bilan ikki chiziqli o'rtma orqali bombalandirish natijasida hosil bo'lgan oxirgi interferensiya namoyoni de Brogliening materiya toki teoriyasini yoki toki-parçala doimiylik teorisini mustahkamlagan.

Compton Effekti

Fototelekin effektida, nur metallga fotondan iborat parçalarning toki sifatida uradi. Bir photon energiyasi bir elektronning ish funktsiyasi energiyasiga hamda chiqarilgan elektronning kinetik energiyasiga hissa qo'shadi. Bu fotondar nur toki sifatida parçalarga o'xshash xususiyatga ega. Sir Albert Einstein nurning katta sonli energiya paketlari, ya'ni har birining hf energiyasiga ega bo'lgan fotonlar toplami ekanligini taklif qilgan. Bu nurning parçala xususiyatidir. Nur yoki boshqa elektromagnit toki parçala xususiyatini Compton effekti orqali tushuntirish mumkin.

Bu tajribada, fo chastotali va λo toki uzunligi bo'lgan X-nur toki elektronka uradi. Urishdan so'ng, elektron va uruvchi X-nur ikkalasi X-nur toki o'qiga nisbatan ikki turli burchaklarda parchalanadi. Bu urish Newton parçalari kabi energiya saqlanish qonuni asosida amal qiladi. Urishdan so'ng, elektron ma'lum yo'nalishda tezlanadi va uruvchi X-nur boshqa yo'nalishda diffraktatsiya qilinadi. Shuningdek, diffraktatsiya qilinadigan toki uruvchi X-nurdan farqli chastota va toki uzunligi bilan ekanligi ko'riladi. Photon energiyasi chastotaga bog'liq bo'lganligi sababli, urishda X-nur fotonining energiyasi kamayib ketadi va diffraktatsiya qilinadigan tokining chastotasi doim uruvchi X-nurdan past bo'ladi. Ushbu X-nur fotonining yo'qolgan energiyasi elektronning harakatlanish uchun kinetik energiya hisoblanadi. X-nur yoki uning fotonlari va elektronning urishi Billboard toplayish kabi Newton parçalari kabi amal qiladi.

Foton energiyasi quyidagicha beriladi:

Demak, fotonning momenti quyidagicha isbotlanishi mumkin:

Bu quyidagicha yozilishi mumkin:

Tenglama (1) asosida, λ toki uzunligi bo'lgan elektromagnit toki p momentga ega foton bilan bog'liq bo'lishi haqida to'g'iladi. Tenglama (2) asosida, p momentga ega parçalarning λ toki uzunligiga ega bo'lishi haqida to'g'iladi. Bu tokining parçala xususiyatlariga ega bo'lishini, parçalar harakatlanayotganda toki xususiyatlarini namoyon qilishini anglatadi.

Biz allaqachon aytib o'tgandek, ushbu xulosa ilk marta De Broglie tomonidan qabul qilingan va shuning uchun bu De Broglie hipotezasi deb ataladi. Harakatlanayotgan parçaning toki uzunligi quyidagicha ifodalangan:

Bu yerda, p - moment, h - Planck konstantasi, λ - De Broglie toki uzunligi. De Broglie elektronlar niyuk markaziga aylanayotganda, ularning parçala xususiyatlari bilan birga toki xususiyatlariga ega bo'lishini tushuntirdi.

Davisson va Germer Tajribasi

Elektronning toki xususiyati bir necha usullarda isbotlanishi va tasdiqlanishi mumkin, lekin eng mashhur tajriba 1927-yilda Davisson va Germer tomonidan amalga oshirilgan. Bu tajribada ular tezlanadigan elektron toki ishlatishdi, bu toki adolatli nickel blokka uradi. Elektronlar nickel blokka urishdan keyin parchalanish shaklini kuzatishdi. Bu maqsadda ular elektron sifatini monitorlash uchun qurilma ishlatishdi. Kutilayotganidek, elektronlar urishdan keyin uruvchi elektron toki o'qiga nisbatan turli burchaklarda parchalanishi kerak edi, ammo faktiki tajribada parchalanayotgan elektronlar sifati ba'zi burchaklarda boshqalardan ko'proq bo'lgan. Parchalanayotgan elektronlar sifatining bu burchakli taqsimoti nurlarning diffraksiyasidagi interferensiyaga o'xshash. Shunday qilib, bu tajriba elektronlarning toki-parçala doimiylik xususiyatini aniq ko'rsatadi. Bu asosiy qoida protonlar va neutronlarga ham qo'llanilishi mumkin.

Eslatma: Asl matnni hurmat qiling, yaxshi maqolalar ulashishga layiq, agar huquq buzilsa, o'chirish uchun bog'laning.