กลศาสตร์คลื่น
กลศาสตร์ควอนตัม
ดังที่เราเห็นก่อนหน้านี้ เราจะเห็นได้ว่าปรากฏการณ์ทางกายภาพส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับสสารพื้นฐาน (อะตอม อิเล็กตรอน โปรตอน ฯลฯ) ฟิสิกส์ได้เข้าสู่ปริศนาที่เห็นได้ชัดว่าอ่านไม่ออก! อนุภาคมีพฤติกรรมเหมือนคลื่นและในทางกลับกัน.
เอาล่ะ! เนื้อหาต่อไปนี้เป็นแนวคิดเชิงนามธรรมและขั้นสูงของฟิสิกส์ ฉันขอให้นักเรียนของคุณเปิดใจรับแนวคิดใหม่ที่เราจะร่างให้คุณตอนนี้ ณ จุดนี้เองที่เราจะได้เห็นความแตกแยกที่แท้จริงของ Modern Physics กับ Classical Physics อย่างที่เราได้กล่าวไปก่อนหน้านี้! จักรวาลที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงที่ไม่เคยเห็นในชั้นเรียนฟิสิกส์ที่สอนในห้องเรียนของคุณ เพื่อให้เข้าใจกฎควอนตัมมากขึ้น เราต้องเข้าใจแนวคิดพื้นฐานทั้งสองของทฤษฎีนี้"คลื่นและความเป็นคู่ของอนุภาคของ De Broglie" และ "หลักการความไม่แน่นอนของไฮน์เซนเบิร์ก".
Louis Victor de Broglie ในปี 1925 เข้าใจลักษณะสองประการของแสงสำหรับสสาร สำหรับการเป็นตัวแทนของก้าวที่ยิ่งใหญ่สำหรับฟิสิกส์ เดอ บรอกลีได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี พ.ศ. 2472 คำถามที่เกิดขึ้นอย่างแน่นอนสำหรับเขาก็คือว่าถ้าแสงจนกระทั่งถึงตอนนั้นถือว่าเป็นคลื่น ทำตัวเหมือนอนุภาคในบางสถานการณ์ เหตุใดอิเลคตรอนซึ่งถูกมองว่าเป็นอนุภาคจึงไม่อาจทำตัวเหมือนคลื่นตามประสบการณ์ได้ จากคำบอกเล่าของ Broglie สสารอาจแสดงพฤติกรรมสองอย่างนี้เช่นกัน
De Broglie เสนอเรื่องความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นสำหรับสสารขยายไปถึงทุกสสาร เช่น โปรตอน นิวตรอน อะตอม โมเลกุล และไม่ใช่แค่อิเล็กตรอน นี่คือปัญหา: ความยาวคลื่นใดที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคเพื่อให้สามารถอธิบายเป็นคลื่นได้ เพื่อตอบคำถามนี้ de Broglie นำเสนอความสัมพันธ์ต่อไปนี้...
โดยสรุป หลักการของ Broglie กำหนดความยาวคลื่นของสสารให้กับมวลใดๆ m ด้วยความเร็ว v กล่าวอีกนัยหนึ่ง สสารทั้งหมดมีความยาวคลื่นที่เกี่ยวข้องกัน เพื่อให้เข้าใจแนวคิดนี้มากขึ้น เรามาดูตัวอย่างกับลูกเบสบอลกัน การคำนวณความยาวคลื่นของ Broglie ที่เกี่ยวข้องกับลูกบอล de เบสบอล ด้วยมวล 400 g ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 10 m/s เราพบว่า:
ดังนั้นจึงไม่มีทางตรวจสอบพฤติกรรมของคลื่นสำหรับวัตถุที่มีความยาวคลื่นของลำดับความสำคัญนี้ได้ ความยาวนี้เล็กมากจนเป็น _cc781905-5cde-35cf536. โปรดจำไว้ว่า ในการสังเกตพฤติกรรมคลื่น เราสามารถจัดสถานการณ์ที่แสดงการเลี้ยวเบนและการรบกวน (คุณสมบัติทั่วไปของคลื่น) อย่างไรก็ตาม สิ่งกีดขวางและ/หรือช่องเปิดที่เราจำเป็นต้องวางในเส้นทางของคลื่นต้องมีมิติ (ขนาด) ที่เรียงกันเป็นลำดับเดียวกับความยาวคลื่นของคลื่นที่เราอยากเห็นการเลี้ยวเบนหรือแทรกแซง
ซึ่งหมายความว่าพฤติกรรมของคลื่นที่สัมพันธ์กับวัตถุขนาดใหญ่ (มหภาค) และความยาวคลื่นของพวกมันไม่สมเหตุสมผล เนื่องจากความยาวคลื่นที่เกี่ยวข้องกับพวกมันนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับ ขนาดของตัวเอง ตอนนี้เชื่อมโยงความยาวคลื่นกับอนุภาคมูลฐานเช่น (โปรตอน, นิวตรอน อิเล็กตรอน ฯลฯ...) สมเหตุสมผลแล้ว เพราะความยาวคลื่นที่เกี่ยวข้องกับไมโครสเกลนี้มีค่าเท่ากับหรือถ้าไม่ใกล้เคียงกันมากกับมิติของพวกมัน นั่นคือค่าประมาณที่ดีในการทำความเข้าใจพฤติกรรมของพวกมัน_cc781905-5cde-3194 -bb3b-136bad5cf58d_