Apa masalah gelombang materi?

Gelombang materi, juga disebut gelombang de broglie, adalah sifat seperti gelombang dari semua materi, termasuk atom yang membentuk tubuh Anda.Salah satu temuan pertama dan terpenting dari fisika kuantum adalah bahwa elektron memiliki sifat gelombang ganda.Segera menjadi jelas bahwa semua materi memiliki sifat ganda ini, tetapi karena materi konvensional memiliki momentum tinggi relatif terhadap elektron, panjang gelombang gelombang materi sangat kecil, dan dalam kebanyakan kasus hampir tidak terlihat.Misalnya, panjang gelombang materi yang membentuk seseorang berada di urutan 10 ^{−35 meter} , jauh lebih kecil dari yang dapat diamati menggunakan teknologi pengukuran saat ini.

Konsep gelombang materi pertama kali dijelaskan oleh fisikawan Prancis Louis LouisDe Broglie, yang memperluas teori -teori awal yang diusulkan oleh Albert Einstein, Max Planck, dan Neils Bohr.Bohr terutama mempelajari perilaku kuantum atom hidrogen, sedangkan De Broglie mencoba memperluas ide -ide ini untuk menentukan persamaan panjang gelombang untuk semua materi.De Broglie muncul dengan sebuah teori dan mempresentasikannya dalam tesis PhD 1924 -nya, di mana ia dianugerahi Hadiah Nobel untuk Fisika pada tahun 1929. Ini adalah kasus pertama di mana Hadiah Nobel dianugerahi untuk tesis PhD.

Persamaan yang dikenal sebagaiHubungan De Broglie menggambarkan sifat gelombang ganda dari semua materi.Hubungan ini menyatakan bahwa panjang gelombang suatu partikel berbanding terbalik dengan momentumnya (kecepatan massa waktu) dan frekuensinya sebanding dengan energi kinetiknya, yang merupakan nilai yang bergantung pada bingkai (relatif).Dengan demikian, partikel dengan momentum rendah, seperti elektron pada suhu kamar, memiliki panjang gelombang de broglie sekitar 8 nanometer.Partikel dengan momentum yang bahkan lebih rendah, seperti atom helium pada suhu hanya beberapa nanokelvin, mungkin memiliki gelombang materi dengan panjang gelombang selama beberapa mikron.Di bawah kondisi yang tidak biasa seperti itu, realitas dunia kuantum hampir dibawa ke ranah makrosinya.

de Broglies Teori gelombang materi dikonfirmasi pada tahun 1927, ketika para ilmuwan Bell Labs Lester Germer dan Clinton Davisson menembakkan elektron yang bergerak lambat di sebuahTarget nikel kristal.Pola difraksi yang dihasilkan menunjukkan karakteristik seperti gelombang dari elektron, mirip dengan yang diketahui ditampilkan oleh foton seperti yang ada dalam sinar-X.Gelombang materi hanya dapat diamati dalam contoh ini karena elektron yang digunakan untuk memproduksinya memiliki momentum yang sangat rendah.Sejak 1927, sifat seperti gelombang dari berbagai partikel elementer lainnya telah ditunjukkan secara empiris.