Mekanika gelombang

Teori yang diperkenalkan Plank dan Einstein , yaitu teori radiasi kuantum, adalah teori sel cahaya, yang ditambahkan ke teori gelombang yang dibutuhkan oleh fenomena, seperti difraksi. Pada tahun 1924, fisikawan Prancis De Broglie, mengusulkan bahwa karena cahaya terdiri dari partikel, yang juga menunjukkan karakteristik gelombang, dengan cara yang sama dapat dikatakan bahwa elektron dan partikel lain, hal yang sama terjadi. Dalam kasus radiasi elektromagnetik, sebelumnya telah dikemukakan bahwa campuran rumus Planck, E = hν, dengan persamaan Einstein, E = mc ^ 2, membawa kita ke ekspresi:

m = hν / c ^ 2 = h / c ^

Ungkapan ini menghubungkan massa foton dengan panjang gelombang. Diusulkan bahwa persamaan dapat digunakan untuk setiap partikel bermassa m, asalkan kecepatan radiasi elektromagnetik, c, diubah oleh kecepatannya, ; menghasilkan kesetaraan:

mν = jam /

Dalam persamaan tersebut, suku pertama dan suku kedua masing-masing mengacu pada gelombang dan perilaku sel. Jadi, semakin besar massa, serta kecepatan partikel, semakin pendek panjang gelombangnya. Karena panjang gelombang yang diasosiasikan dengan partikel jenis makroskopik lebih kecil daripada dimensi sistem fisik mana pun, fenomena yang dikenal sebagai difraksi, atau fenomena jenis gelombang lainnya, tidak dapat dilihat pada partikel makroskopik; tetapi jika kita mempercepat elektron ke kecepatan sekitar 6 x 10 ^ 6 ms ^ -1 dikalikan dengan potensi sekitar 100 volt, kita memiliki panjang gelombang sekitar 1,2 amp, dan difraksi yang diamati elektron oleh atom kristal mereka membentuk bukti yang jelas dan kuat dari karakter gelombang yang dimiliki elektron.

Jika kita menganggap atom Bohr, agar sebuah elektron berada dalam keadaan stasioner, ia harus sesuai dengan gelombang yang juga tipe stasioner, atau yang sama, keliling orbit yang dibentuknya, harus dari nilai bilangan bulat kali panjang gelombang:

n = 2πr ; dimana ketika mensubstitusi landa untuk h / mν, kita peroleh:

nh / mν = 2πr ; atau apa artinya sama; mνr = n (j / 2π)

Oleh karena itu, postulat Bohr pertama adalah konsekuensi alami dari sifat gelombang elektron, yang tidak harus diperkenalkan secara sewenang-wenang.
Hal mendasar lainnya dalam mekanika gelombang adalah prinsip ketidaktentuan Heisenberg, yang diciptakan pada tahun 1927, yang dapat dijelaskan dengan kasus elektron, dengan memikirkan masalah menemukan posisinya, x, serta momentumnya, mν. Prinsip utama optik memberitahu kita bahwa Anda tidak dapat menemukan di mana elektron berada, bahwa ini adalah tugas yang hampir tidak mungkin, setidaknya dengan presisi yang lebih besar dari + -, yaitu, panjang gelombang yang dimilikinya. Cari. Oleh karena itu penting untuk menggunakan radiasi dengan panjang gelombang yang sesingkat mungkin, tetapi aksi yang dilakukan oleh foton pada elektron dapat diterjemahkan ke dalam transfer sebagian energi dari foton ke elektron, yang dengannya kecepatan dan jumlah gerakan dari itu akan meningkat. Jika panjang gelombang foton berkurang, margin ketidakpastian momentum elektron (∆mν) akan meningkat; tetapi jika sebaliknya, panjang gelombang foton diperbesar, derajat resolusi berkurang dan ketidaktentuan posisi elektron x meningkat. Produk yang diberikan oleh kedua ketidakpastian adalah urutan besarnya konstanta Planck:

mν. x> j / 4π

Related Posts