Co to są fale materii?
Fale materii, zwane także falami de Broglie, są falami podobną do fali, w tym atomów tworzących twoje ciało.Jednym z pierwszych i najważniejszych ustaleń fizyki kwantowej jest to, że elektrony mają charakter podwójnego cząstki fali.Wkrótce stało się oczywiste, że cała materia ma tę podwójną naturę, ale ponieważ materia konwencjonalna ma wysoki pęd w stosunku do elektronów, długość fali fali jest bardzo mała, a w większości przypadków ledwo zauważalna.Na przykład długość fali materii, która składa się z osoby, jest rzędu 10 -35 metrów , znacznie mniejsze niż można zaobserwować przy użyciu obecnych technologii pomiarowych.
Koncepcja fal materii została najpierw wyjaśniona przez francuskiego fizyki LouisDe Broglie, który przedłużył wczesne teorie zaproponowane przez Alberta Einsteina, Maxa Plancka i Neilsa Bohra.Bohr zbadał przede wszystkim zachowanie kwantowe atomów wodoru, podczas gdy de Broglie próbował rozszerzyć te pomysły w celu ustalenia równania długości fali na całą sprawę.De Broglie wymyślił teorię i przedstawił ją w swojej pracy doktorskiej z 1924 roku, za którą otrzymał Nagrodę Nobla za fizykę w 1929Relacje de Broglie opisują naturę podwójnego cząstka fali całej materii.Relacje te stwierdzają, że długość fali cząstki jest odwrotnie proporcjonalna do jej pędu (prędkość czasów masy), a jej częstotliwość jest proporcjonalna do energii kinetycznej, która jest wartością zależną od ramki (względnej).Zatem cząstki o niskim pędu, takie jak elektrony w temperaturze pokojowej, mają długość fali de Broglie około 8 nanometrów.Cząstki o nawet niższym pędu, takie jak atomy helu w temperaturach tylko kilku nanokelwin, mogą mieć fale materii o długości fali o długości kilku mikronów.W takich nietypowych warunkach rzeczywistość świata kwantowego są prawie wychowywane w krainie Macroscale.
De Broglies Teorie fal materii zostały potwierdzone w 1927Krystaliczny cel niklu.Powstały wzór dyfrakcji wykazał fala podobnych do elektronów, podobnych do tych, o których wiadomo, że są wyświetlane przez fotony, takie jak te w promieniach rentgenowskich.Fale materii można było zaobserwować tylko w tym przypadku, ponieważ elektrony używane do ich wytworzenia miały bardzo niski pęd.Od 1927 r. Fala podobna do różnych innych elementarnych cząstek wykazano empirycznie.