КВАНТОВАЯ ФИЗИКА 1 Квантово-волновой дуализм света Свет

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА 1

Квантово-волновой дуализм света Свет является реальным физическим объектом, который не сводится ни к волне, ни к частице в обычном смысле. Эти понятия дают лишь приближённый способ описания объектов с более общими свойствами.

Луи Де Бройль (1892 -1987) 1924 г. § Выдвинул гипотезу о корпускулярно-волновом дуализме электронов, атомов и других микрочастиц § Нобелевская премия 1929 г.

Дебройлевская длина волны , У каждой частицы длина и частота волны связанны такими же соотношениями, как и у фотона Длина волны де Бройля

Длины волн де Бройля различных объектов Объект Электрон, ускоренный разностью потенциалов 1 В Электрон, ускоренный разностью потенциалов 1000 В Молекула водорода в воздухе летом Пылинка массой 1 мг, имеющая скорость 1 см в секунду Лектор у доски – масса 100 кг, скорость – метр в секунду. Длина волны де Бройля, нм 1, 2 0, 04

Периодическая структура кристаллов

Фотография тонкой плёнки кристаллического золота, сделанная с помощью просвечивающего электронного микроскопа FEI Tecnai G 2

Отражение от двух соседних атомных плоскостей

Связь длины волны де Бройля электрона с ускоряющим напряжением Эксперимент: Теория: По закону сохранения энергии: Отсюда:

К получению соотношения неопределённости Гейзенберга

Ключевые понятия и выводы • Квантово-волновой дуализм света – свет является реальным физическим объектом, который не сводится ни к волне, ни к частице в обычном смысле. Эти понятия дают лишь приближённый способ описания объектов с более общими свойствами. Эти объекты для удобства называют квантами, а волны и частицы – две формы, в которых проявляется их физическая сущность. 11

Ключевые понятия и выводы • Дебройлевская длина волны – длина волны вероятности, которую можно поставить в соответствие любой частице. • Соотношение неопределённостей Гейзенберга – произведение неопределенностей координат и проекций импульсов, а также неопределенности энергии и времени, необходимого для измерения этой энергии не превышает по порядку величины постоянной Планка. 12

Ключевые формулы Название Дебройлевская длина волны Соотношение неопределённостей Гейзенберга 13

14