tailieunhanh - Cơ sở của cơ học lượng tử

Lưỡng tính sóng-hạt của vật chất Chúng ta đã biết ánh sáng vốn được coi là sóng, rồi sau đó, với các phát hiện của Planck, Einstein và Compton, nó lại được coi là gồm các hạt photon. Vậy rốt cuộc ánh sáng là sóng hay là hạt? Ngày nay các nhà vật lý chấp nhận rằng ánh sáng vừa là hạt, lại cũng vừa là sóng. . | Cơ sở của cơ học lượng tử 1 1 Lưỡng tính sóng-hạt của vật chất Chúng ta đã biết ánh sáng vốn được coi là sóng rồi sau đó với các phát hiện của Planck Einstein và Compton nó lại được coi là gồm các hạt photon. Vậy rốt cuộc ánh sáng là sóng hay là hạt Ngày nay các nhà vật lý chấp nhận rằng ánh sáng vừa là hạt lại cũng vừa là sóng. Khi cần giải thích các hiện tượng như giao thoa hay nhiễu xạ chúng ta coi ánh sáng là sóng còn khi cần giải thích các hiện tượng quang điện hay tán xạ Compton chúng ta lại coi ánh sáng như các hạt photon. Nói cách khác ánh sáng có lưỡng tính sóng-hạt. Thế còn các hạt vật chất thì sao Có khi nào các vật chất thông thường mà chúng ta vẫn coi là hạt lại cũng đồng thời là sóng không Đó là câu hỏi mà De Broglie đặt ra năm 1924. Giả thuyết De Broglie - Sóng vật chất Để trả lời câu hỏi trên De Broglie đã đưa ra giả thuyết sau vật chất thông thường cũng phải có lưỡng tính sóng-hạt như ánh sáng sóng tương ứng với vật chất được gọi là sóng vật chất hay sóng De Broglie một hạt tự do chuyển động với động lượngp có bước sóng vật chất xác định bởi A h p 1 trong đó h 6 63 X 10-34 là hằng số Planck quen thuộc. Một số ví dụ về bước sóng vật chát Ví dụ 1 Voi Dumbo nặng 1000 kg bay với vận tốc 10 m s sẽ có bước sóng De Broglie là bao nhiêu A h 663 0 4 10-37 m p 103X10 Bước sóng này quá nhỏ vì vậy chú voi không thể hiện tính sóng của mình. Ví dụ 2 Bước sóng De Broglie của một hạt bụi nặng 10-9 kg rơi với vận tốc 0 020 m s A h 6 63X10-34 - 23 m p 10-9x0 020 Một lần nữa bước sóng này cũng quá nhỏ để có thể quan sát được. Ví dụ 3 Một electron trong mạch điện hay trong nguyên tử có động năng trung bình vào khoảng 1 eV có bước sóng De Broglie A _ 6 10-34. J 2 mK 2x 9 11. 10-31 kg x 1 6 . 10-19 J Lê Quang Nguyên 2005 Cơ sở của cơ học lượng tử 2 Bước sóng này vào cỡ kích thước của nguyên tử nên có thể quan sát được. Qua các ví dụ trên đây chúng ta nhận thấy tính sóng của vật chất bình thường là rất yếu không thể quan sát được còn các