food08.Kuantum mekaniğinin asıl büyüsü, orijinal elektron bir dalga mıdır?

oO

Elektronlar, bir maddeyi oluşturan en temel parçacıklardır, elektronlar ve çekirdekler bir atom oluşturur, çok sayıda atom, aşina olduğumuz makroskopik materyali oluşturur. Herkese hangi elektronların nasıl göründüğünü sormak isterseniz. Belki de aklınızdaki elektronların görüntüsünü hemen hayal edebilirsiniz: elektronlar negatif yüklü bir parçacık olmalıdır, veya elektronları negatif yüklü bir küre olarak anlayabiliriz, ancak 20. yüzyılın başlarında doğan kuantum mekaniği bozulur. Bu sağduyu, orijinal elektronun bir dalga olduğu ortaya çıktı?

Elektronların parçacıklardan dalgalara geçişi, elektronlar bir türev dalgasıdır

Elektronları bir dalga türetme işlemi olarak tartışmadan önce, kendimize önce iki çok basit fiziksel formülü tanımalıyız: Özel görelilik teorisindeki enerji denklemi: E = mc ^ 2, maddenin içsel enerjisi, ışığın kütle hızına eşittir. Kare, atom bombasının kütlesini neredeyse korkunç bir enerji açığa çıkarabilir, ilke kütle enerji denklemi ile açıklanabilir.

Bir başka fiziksel formül de kuantum enerji formülüdür: E = hν, bir kuantum enerji, tek bir kuantum enerjisini hesaplamak için kullanılan kuantum mekaniğinde çok önemli bir formül olan Planck sabiti × frekansına eşittir.

Tamam, elektronların problemini tartışalım, bir çeşit mikroskobik partikül olarak elektronun kalitesi 9.10956 × 10-31 kg.tır Elektronun kalitesi çok hafiftir.Atomik kütleyi ölçerken elektronun kalitesi ihmal edilebilir. Bununla birlikte, elektronların kütlesi olduğundan, elektronların kendine özgü enerjileri vardır: Enerji denklemine göre: E = mc ^ 2 veya kuantum enerji formülü: E = hν, bir elektron enerjisi, elektronların enerjisine × ışık hızının karesine eşit veya eşittir. Planck sabiti × elektronun frekansı, yani elektron enerjisi E = mc ^ 2 = hν matematiksel olarak deforme olur ve elektronun frekansı ν = mc ^ 2 / s’dir.

Elektron aslında bir dalga mıdır?

Elektronik frekans ν = mc ^ 2 / h, frekans nedir? Frekansı genellikle bir maddenin titreşim süresi olarak anlayabiliriz. Elektronların frekansı olduğundan, elektronun içine periyodik bir titreşim eşlik etmesi gerektiği, Periyodik titreşimin dalgalar üreteceği anlamına gelir. Sonra elektron c ^ 2 / v0 hızında bir dalga üretecektir, o zaman bu elektron dalgasının dalga boyu nedir? Yukarıdaki türevden, elektrona eşlik eden dalga boyunu kolayca hesaplayabiliriz; elektronun hızına eşit elektronun frekansına bölünmesi = (c ^ 2 / v0) / (mc ^ 2 / h) = h / mv0. De Broglie türetilmiştir, bu yüzden bu formüle De Broglie dalga boyu formülünü diyoruz.

Belki de herkes bu soruyu görecektir: Elektron problemini tartışıyoruz, neden denklemden yola çıkarak iki formül: E = mc ^ 2, kuantum enerji formülü: E = hν, elektronların kafası karışıyor Bir dalga mı?

Tamam, ama sonuçta, elektronlar, formülden türetilen bir dalga türüdür: Deneysel testi geçemeyen biliş, doğru olarak adlandırılamaz, bu yüzden elektronun bir parçacık mı yoksa dalga mı olduğunu test etmek için bir deney yapmamız gerekir. ?

Korkunç elektronik çift yarık girişim deneyi

Elektronların bir tür dalga olduğunu nasıl ispatlayabiliriz? Sadece teori ile türetmek yeterli olmaktan uzak, elektronların bir tür dalga olduğunu kanıtlamak için elektronların dalga özelliklerine sahip olduğunu kanıtlamamız gerekiyor, burada en aşina olduğumuz su dalgasını bir örnek vermek için kullanacağız: göle taş atmak Gölün yüzeyine dokunduğunuzda su dalgaları üretecek ve etrafa yayılmaya devam edecek, eğer o zaman tekrar su yüzeyine taş atacak mıyız? Oldukça basit bir şekilde, ikinci taş tarafından üretilen su dalgaları önceki su dalgalarını karşılayacak, karşılaştıklarında dalga girişim dalgaları üreteceklerdir.Bu fenomene dalga girişim denir ve tüm dalgaların girişim karakteristiği vardır.

Öyleyse burada bir deney yapalım, sürekli olarak elektronları yayan elektronları, iki boşlukla elektronlara doğrudan nüfuz edemeyen bir yalıtım plakasını ve elektronun son konumunu gösterebilen bir dedektör seçelim.

Deneyin akışı, cihazın sürekli olarak elektronları çift yarıklara yayacağı ve birkaç elektronun, çift yarıklardan geçtikten sonra sonraki dedektör üzerinde elektronların son pozisyonunu bırakacağı şekildedir.

Eğer elektron bir tür parçacık ise, elektronun hareketi klasik mekaniğin hareket yasasını kesin olarak takip eder, elektron çift yarıktan düz bir çizgide geçer ve 20. yüzyılda arka dedektör üzerinde iki paralel desen bırakır. Orta vadede, fizikçiler bu deneyi çoktan gerçekleştirdiler: Bu, fizik olarak bilinen elektronik çift yarıklı girişim deneyidir. Aydınlık ve karanlık arasındaki girişim deseni.

Çoklu ışık ve karanlık girişim kalıpları? Bu, parçacık hareketinin üretemediği bir fenomendir, sadece dalganın hareketi bu özelliklere sahiptir.Bu nedenle, elektron çift yarıklı girişim deneyinin deneysel sonuçları doğrudan elektronların bir tür dalga olduğunu kanıtlar ya da daha titiz bir şekilde söyler: elektronların dalgalanmaları vardır. özellikleri.

Elektronik çift yarık girişim deneyi, tarihin ilk kafa derisi deneyi olarak selamlandı, nedeni elektronların bir tür dalga olduğunu göstermekten çok uzak, fizikçiler elektronların nasıl geçtiğini görmek için özel aletler kullandıklarında. Çift dikişler yapıldığında daha da inanılmaz şeyler olur!

Kuantum mekaniğinden hoşlanıyorsanız, lütfen bana dikkat edin, bir sonraki makale ve elektronik çift yarık girişim deneyi hakkında herkes konuşacak.嘉義美食

乾涉。這個機制也可以幫助以後拓撲量子位的發展。這是嘗試做更複雜實驗
屏東美食

的唯一可行平台。在更複雜狀態下,這些實驗可能是拓撲量子位的基礎。研
宜蘭美食

究人員已經嘗試了一段時間,最終目標是驗證這些非常奇怪的屬性。還沒有
花蓮美食

玻爾是量子力學哥本哈根派的旗手,他說過,誰若是在學習量子力學時不覺
台東美食

得困惑,說明他根本就沒懂。創立了量子力學路徑積分法的費曼有一句名

嘉義美食

言:我想我可以非常把握的說,沒有人真正理解量子力學。中國現在量子通
屏東美食

信的領軍人物潘建偉近年來接受采訪時也明確表示過自己不懂量子力學。當
宜蘭美食

然這些科學家的不懂量子力學不是一般意義上的不懂,而是不明白量子世界
花蓮美食

一代代的量子科學家不懂量子力學,說明了量子力學中還有很多問題困惑著
台東美食

科學家,量子力學可能還僅僅是剛開始起步,根本看不到盡頭,並且很可能