Φυσική ( Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης) - Βιβλίο Μαθητή old
7-4 ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ COMPTON 7-6 ΑΡΧΗ ΤΗΣ ΑΒΕΒΑΙΟΤΗΤΑΣ Επιστροφή στην αρχική σελίδα του μαθήματος
Εικ. 7.4 Πρίγκιπας Louis de Broglie (1892-1987). Γάλλος αριστοκρατικής καταγωγής. Βραβείο Νόμπελ 1929.
Εικ. 7.4 Πρίγκιπας Louis de Broglie (1892-1987). Γάλλος αριστοκρατικής καταγωγής. Βραβείο Νόμπελ 1929.
7-5 Η ΚΥΜΑΤΙΚΗ ΦΥΣΗ ΤΗΣ ΥΛΗΣ

Είκοσι περίπου χρόνια μετά την υπόθεση του Einstein ότι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα, όπως το φως, έχει σωματιδιακή υπόσταση, στα 1924, ο Γάλλος Louis de Broglie (Λουί ντε Μπρολί) πιστεύοντας στη συμμετρία της φύσης έθεσε το αξίωμα ότι οποιοδήποτε σωμάτιο ορμής ρ είναι συνδεδεμένο με ένα κύμα μήκους κύματος λ που δίνεται από τη σχέση

 

λ = h / p

 

Η υπόθεση de Broglie δεν άργησε να επαληθευθεί. Το 1927, στην Αμερική, οι Davisson και Germer διαπίστωσαν ότι μία δέσμη ηλεκτρονίων

που κινούνται με μεγάλη ταχύτητα περιθλάται με τρόπο ανάλογο με αυτόν που περιθλάται μια δέσμη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, μια δέσμη ακτίνων Χ για παράδειγμα. Σύντομα, νέα πειράματα έδειξαν ότι κυματική συμπεριφορά παρουσιάζουν και δέσμες σωματιδίων α και δέσμες νετρονίων. Τα αποτελέσματα ήταν τέτοια που δεν άφηναν κανένα περιθώριο να αμφισβητηθεί ότι τα σωμάτια έχουν και κυματική φύση.

Εικ. 7.5 (α) Εικόνα περίθλασης ακτίνων Χ . (β) Εικόνα περίθλασης δέσμης ηλεκτρονίων

Εικ. 7.5 (α) Εικόνα περίθλασης ακτίνων Χ . (β) Εικόνα περίθλασης δέσμης ηλεκτρονίων

 

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 5.9

Ποιο μήκος κύματος προβλέπει η υπόθεση de Broglie α) για μία μπάλα του μπάσκετ, μάζας 1 kg, που κινείται με ταχύτητα 3m/s , β) για τη σφαίρα ενός πυροβόλου όπλου μάζας 20 g που κινείται με ταχύτητα 300 m/s , γ) για ένα ηλεκτρόνιο μάζας 9,11 x 1031 kg που έχει ταχύτητα 7 x106 m/s.

Απάντηση

Και τα τρία σώματα, ακόμη και το ηλεκτρόνιο, κινούνται με ταχύτητες σημαντικά μικρότερες της ταχύτητας του φωτός, δε χρειάζεται λοιπόν να χρησιμοποιήσουμε τη σχετικιστική σχέση για την ορμή.

α) λ1 = Εικόνα = 2,21 x 10-34 m

β) λ2 = Εικόνα = 1,1 x 10-32 m

γ) λ3 = Εικόνα = 1,04 x 10-10 m

Από τα δύο πρώτα αποτελέσματα βλέπουμε ότι ένα σώμα του μακρόκοσμου συνδέεται με μήκος κύματος τόσο μικρό που μάλλον δεν θα μπορέσουμε να το ανιχνεύσουμε ποτέ. Έτσι μπορούμε να πούμε ότι η υπόθεση του de Broglie για την κυματική φύση της ύλης έχει ουσιαστικά εφαρμογή μόνο για σωμάτια ατομικής και υποατομικής κλίμακας.