حياة

موجة ثنائية الجسيمات - التعريف

موجة ثنائية الجسيمات - التعريف

تصف ثنائية الموجات الجسيمية خصائص الفوتونات والجسيمات دون الذرية لإظهار خصائص كل من الأمواج والجسيمات. تعد ثنائية الموجات الجزيئية جزءًا مهمًا من ميكانيكا الكم لأنها توفر طريقة لشرح سبب عدم تغطية مفاهيم "الموجة" و "الجزيئات" ، التي تعمل في الميكانيكا الكلاسيكية ، بسلوك الكائنات الكمومية. اكتسبت الطبيعة المزدوجة للضوء القبول بعد عام 1905 ، عندما وصف ألبرت أينشتاين الضوء من حيث الفوتونات ، والتي أظهرت خصائص الجسيمات ، ثم قدم ورقته الشهيرة حول النسبية الخاصة ، حيث كان الضوء بمثابة حقل من الأمواج.

الجسيمات التي تعرض موجة ثنائية الجسيمات

لقد تم إثبات ازدواجية الموجة الموجية للفوتونات (الضوء) ، والجسيمات الأولية ، والذرات ، والجزيئات. ومع ذلك ، فإن خصائص الموجة للجزيئات الكبيرة ، مثل الجزيئات ، لها أطوال موجية قصيرة للغاية ويصعب اكتشافها وقياسها. الميكانيكا الكلاسيكية كافية عمومًا لوصف سلوك الكيانات العيانية.

دليل على ازدواجية موجة الجسيمات

أثبتت العديد من التجارب ازدواجية جسيم الموجة ، ولكن هناك بعض التجارب المبكرة المحددة التي أنهت الجدل حول ما إذا كان الضوء يتكون من الأمواج أو الجزيئات:

التأثير الكهروضوئي - الضوء يتصرف كجسيمات

التأثير الكهروضوئي هو الظاهرة التي تنبعث منها المعادن الإلكترونات عندما تتعرض للضوء. لا يمكن تفسير سلوك الإلكترونات الضوئية بالنظرية الكهرومغناطيسية الكلاسيكية. أشار هاينريش هيرتز إلى أن الأشعة فوق البنفسجية المضيئة على الأقطاب الكهربائية عززت قدرتها على صنع شرارات كهربائية (1887). أوضح آينشتاين (1905) التأثير الكهروضوئي على أنه ناتج عن الضوء الذي يحمل في حزم منفصلة الكمية. أكدت تجربة روبرت ميليكان (1921) وصف آينشتاين وأدت إلى فوز آينشتاين بجائزة نوبل في عام 1921 عن "اكتشافه قانون التأثير الكهروضوئي" وفوز ميليكان بجائزة نوبل في عام 1923 عن "عمله في تهمة الكهرباء الأولية و على التأثير الكهروضوئي ".

تجربة Davisson-Germer - الضوء يتصرف كأمواج

أكدت تجربة Davisson-Germer فرضية deBroglie وكانت بمثابة أساس لصياغة ميكانيكا الكم. طبقت التجربة بشكل أساسي قانون حيود براج على الجسيمات. قاس جهاز الفراغ التجريبي طاقات الإلكترون المنتشرة من سطح خيوط السلك الساخن وسمح له بضرب سطح معدن النيكل. يمكن تدوير شعاع الإلكترون لقياس تأثير تغيير الزاوية على الإلكترونات المبعثرة. وجد الباحثون أن شدة الشعاع المتناثر بلغت ذروتها في زوايا معينة. يشير هذا السلوك الموجي ويمكن تفسيره من خلال تطبيق قانون Bragg على تباعد شعرية الكريستال النيكل.

تجربة توماس يونج ذات الشق المزدوج

يمكن شرح تجربة يونغ المزدوجة الشق باستخدام ثنائية الجسيمات الموجية. يتحرك الضوء المنبعث بعيدًا عن مصدره كموجة كهرومغناطيسية. عند مواجهة شق ، تمر الموجة عبر الفتحة وتنقسم إلى جبهتين موجيتين تتداخلان. في لحظة التأثير على الشاشة ، ينهار حقل الموجة إلى نقطة واحدة ويصبح فوتونًا.

شاهد الفيديو: اديها ضوء تديك الكترونات 1. هو الضوء موجة ولا جسيم! (أغسطس 2020).