wave-particle dual yog dab tsi? Nws yog ib tug yam ntxwv ntawm photons thiab lwm yam subatomic hais uas coj zoo li nthwv dej nyob rau hauv tej yam kev mob thiab zoo li hais nyob rau hauv lwm tus neeg.
Wave-particle duality ntawm cov teeb meem thiab lub teeb yog qhov tseem ceeb ntawm quantum mechanics, vim tias nws zoo tshaj plaws qhia qhov tseeb tias cov ntsiab lus xws li "yoj" thiab "particles", uas ua haujlwm zoo hauv classical mechanics, tsis txaus. Kev piav qhia ntawm tus cwj pwm ntawm qee yam khoom quantum.
Qhov ob qhov ntawm lub teeb tau txais kev lees paub hauv physics tom qab xyoo 1905, thaum Albert Einstein tau piav qhia txog tus cwj pwm ntawm lub teeb siv photons, uas tau piav qhia tias yog cov khoom. Tom qab ntawd Einstein tau luam tawm qhov tsis tshua muaj npe nrov tshwj xeeb sib txheeb, uas tau piav qhia lub teeb raws li tus cwj pwm yoj.
Particle nthuav tawm ob tus cwj pwm
Qhov zoo tshaj plaws, lub hauv paus ntsiab lus ntawm nthwv dej-particle dualpom nyob rau hauv tus cwj pwm ntawm photons. Cov no yog cov khoom lightest thiab me tshaj plaws uas nthuav tawm ob tus cwj pwm. Ntawm cov khoom loj, xws li cov khoom me me, cov atoms, thiab cov molecules, cov ntsiab lus ntawm nthwv dej-particle duality kuj tuaj yeem pom, tab sis cov khoom loj dua coj zoo li cov nthwv dej luv luv, yog li lawv nyuaj rau kev soj ntsuam. Feem ntau, cov ntsiab lus siv nyob rau hauv classical mechanics yog txaus los piav txog tus cwj pwm ntawm cov loj los yog macroscopic hais.
Pov thawj ntawm nthwv dej-particle dual
Tib neeg tau xav txog qhov xwm txheej ntawm lub teeb thiab teeb meem tau ntau pua xyoo thiab ntau txhiab xyoo. Txog thaum tsis ntev los no, physicists ntseeg hais tias cov yam ntxwv ntawm lub teeb thiab teeb meem yuav tsum tsis meej: lub teeb tuaj yeem yog cov kwj ntawm cov khoom los yog nthwv dej, ib yam li cov teeb meem, xws li cov khoom ntawm tus kheej uas ua raws li cov cai ntawm Newtonian mechanics, los yog ua ib qho teeb meem. nruam, nruab nrab inseparable.
Thawj zaug, nyob rau niaj hnub nim no, txoj kev xav txog kev coj tus cwj pwm ntawm lub teeb raws li cov kwj ntawm tus kheej, uas yog, txoj kev xav ntawm lub cev, tau nrov. Newton nws tus kheej ua raws li nws. Txawm li cas los xij, tom qab physicists xws li Huygens, Fresnel thiab Maxwell xaus lus tias lub teeb yog nthwv dej. Lawv piav qhia txog tus cwj pwm ntawm lub teeb los ntawm kev oscillation ntawm lub electromagnetic teb, thiab kev sib cuam tshuam ntawm lub teeb thiab teeb meem nyob rau hauv cov ntaub ntawv no poob nyob rau hauv qhov kev piav qhia ntawm classical teb txoj kev xav.
Txawm li cas los xij, thaum pib ntawm lub xyoo pua nees nkaum, physicists tau ntsib nrog qhov tseeb tias tsis yog thawj lossis qhov kev piav qhia thib ob tuaj yeem ua tau.tag nrho npog thaj tsam ntawm lub teeb coj cwj pwm nyob rau hauv ntau yam xwm txheej thiab kev sib cuam tshuam.
Txij thaum ntawd los, ntau qhov kev sim tau ua pov thawj qhov kev coj ua ntawm qee qhov hais. Txawm li cas los xij, qhov tshwm sim thiab kev lees txais ntawm nthwv dej-particle dual ntawm cov khoom ntawm quantum cov khoom tau tshwj xeeb cuam tshuam los ntawm thawj zaug, qhov kev sim ntxov tshaj plaws, uas xaus rau kev sib cav txog qhov xwm ntawm tus cwj pwm ntawm lub teeb.
Photoelectric effect: lub teeb yog tsim los ntawm cov khoom
Cov nyhuv photoelectric, tseem hu ua cov nyhuv photoelectric, yog cov txheej txheem ntawm kev sib cuam tshuam ntawm lub teeb (lossis lwm yam hluav taws xob hluav taws xob) nrog cov teeb meem, vim tias lub zog ntawm lub teeb pom kev tau pauv mus rau cov teeb meem. Thaum kawm txog cov nyhuv photoelectric, tus cwj pwm ntawm photoelectrons tsis tuaj yeem piav qhia los ntawm classical electromagnetic theory.
Heinrich Hertz tau sau tseg rov qab rau xyoo 1887 tias ci ntsa iab ultraviolet ntawm electrodes nce lawv lub peev xwm los tsim hluav taws xob. Einstein xyoo 1905 tau piav qhia txog cov nyhuv photoelectric los ntawm qhov tseeb tias lub teeb tau nqus thiab tawm los ntawm qee qhov quantum, uas nws pib hu ua lub teeb quanta, thiab tom qab ntawd dubbed lawv photons.
Kev sim los ntawm Robert Milliken hauv xyoo 1921 tau lees paub Einstein qhov kev txiav txim siab thiab ua rau qhov tseeb tias tom kawg tau txais Nobel nqi zog rau kev tshawb pom ntawm cov nyhuv photoelectric, thiab Millikan nws tus kheej tau txais Nobel nqi zog hauv 1923 rau nws txoj haujlwm ntawm cov khoom siv hluav taws xob. thiab kawm txog cov nyhuv photoelectric.
Davisson-Jermer kev sim: lub teeb yog nthwv dej
Davisson qhov kev paub - Germer lees paubde Broglie qhov kev xav txog lub nthwv dej-particle duality ntawm lub teeb thiab ua lub hauv paus rau kev tsim cov cai ntawm quantum mechanics.
Ob tus kws kho mob tau kawm txog qhov kev xav ntawm electrons los ntawm ib lub pob zeb nickel ib leeg. Kev teeb tsa, nyob hauv lub tshuab nqus tsev, muaj cov nickel ib leeg siv lead ua hauv av ntawm ib lub kaum ntse ntse. Lub beam ntawm monochromatic electrons raug coj ncaj qha mus rau lub dav hlau txiav.
Kev sim tau pom tias vim qhov kev xav ntawm kev xav, cov khoom siv hluav taws xob tau tawg ua ke heev, uas yog, nyob rau hauv tag nrho cov teeb pom kev zoo, tsis hais qhov nrawm thiab lub kaum ntse ntse, qhov siab tshaj plaws thiab qhov tsawg ntawm qhov siv tau pom. Yog li, Davisson thiab Germer tau sim ua pov thawj tias muaj cov khoom nthwv dej hauv cov khoom.
Nyob rau xyoo 1948, tus kws tshawb fawb Soviet physicist V. A. Fabrikant tau sim ua pov thawj tias yoj ua haujlwm tsis yog nyob rau hauv qhov ntws ntawm electrons xwb, tab sis kuj nyob rau hauv txhua lub electron nyias.
Jung txoj kev sim nrog ob txoj hlua
Thomas Young qhov kev sim ua haujlwm nrog ob txoj hlua yog qhov ua qauv qhia tias ob qho tib si lub teeb thiab teeb meem tuaj yeem pom cov yam ntxwv ntawm ob lub nthwv dej thiab cov khoom.
Jung txoj kev sim xyaum ua kom pom qhov xwm txheej ntawm nthwv dej-particle duality, txawm tias nws tau ua thawj zaug thaum pib ntawm lub xyoo pua 19th, txawm tias ua ntej qhov tshwm sim ntawm txoj kev xav ntawm dualism.
Lub ntsiab lus ntawm qhov kev sim yog raws li hauv qab no: lub teeb ci (piv txwv li, lub teeb ci laser) raug coj mus rau lub phaj uas muaj ob qhov sib txuas ua ke. Lub teeb dhau los ntawm cov slits yog pom ntawm qhov screen tom qab phaj.
Nyob qhov xwm ntawm lub teeb ua rau lub teeb nthwv dej hla cov hlais mus rausib tov, tsim lub teeb thiab tsaus streaks ntawm lub vijtsam, uas yuav tsis tshwm sim yog tias lub teeb coj zoo li cov khoom. Txawm li cas los xij, lub vijtsam absorbs thiab qhia txog lub teeb, thiab cov nyhuv photoelectric yog pov thawj ntawm lub cev ntawm lub teeb.
Yoj-particle duality ntawm teeb meem yog dab tsi?
Lo lus nug ntawm seb qhov teeb meem puas tuaj yeem coj tus cwj pwm zoo ib yam li lub teeb, de Broglie tau hais. Nws muaj lub siab xav hais tias, nyob rau hauv qee qhov xwm txheej thiab nyob ntawm qhov kev sim, tsis yog photons nkaus xwb, tab sis kuj tseem tuaj yeem ua rau pom yoj-particle dual. Broglie tau tsim nws lub tswv yim ntawm qhov yuav tshwm sim tsis yog ntawm photons ntawm lub teeb, tab sis kuj ntawm macroparticles hauv xyoo 1924.
Thaum qhov kev xav tau raug pov thawj siv Davisson-Germer kev sim thiab rov ua dua Young qhov kev sim ob npaug (nrog cov hluav taws xob hloov pauv ntawm photons), de Broglie tau txais Nobel nqi zog (1929).
Nws hloov tawm qhov teeb meem kuj tuaj yeem coj zoo li lub nthwv dej classical raws li qhov xwm txheej. Tau kawg, cov khoom loj tsim nthwv dej luv luv uas nws tsis muaj nuj nqis los saib xyuas lawv, tab sis cov khoom me me, xws li atoms lossis molecules, nthuav tawm qhov pom ntawm wavelength, uas yog ib qho tseem ceeb heev rau quantum mechanics, uas yog xyaum ua ntawm yoj functions.
Lub ntsiab lus ntawm nthwv dej-particle dual
Lub ntsiab lus tseem ceeb ntawm lub tswv yim ntawm yoj-particle dual yog tias tus cwj pwm ntawm hluav taws xob hluav taws xob thiab teeb meem tuaj yeem piav qhia siv qhov sib npaug sib txawv,uas sawv cev rau yoj ua haujlwm. Feem ntau qhov no yog qhov sib npaug Schrödinger. Lub peev xwm los piav txog qhov tseeb uas siv yoj ua haujlwm yog nyob hauv plawv ntawm quantum mechanics.
Cov lus teb feem ntau rau cov lus nug ntawm dab tsi nthwv dej-particle dual yog tias yoj ua haujlwm sawv cev rau qhov tshwm sim ntawm kev nrhiav ib qho hauv qee qhov chaw. Hauv lwm lo lus, qhov tshwm sim ntawm qhov ua tau nyob rau hauv qhov chaw kwv yees ua rau nws nthwv dej, tab sis nws lub cev thiab cov duab tsis zoo.
Yoj-particle dual yog dab tsi?
Thaum kev lej, txawm hais tias nyob rau hauv txoj kev nyuaj heev, ua rau kev kwv yees tseeb raws li qhov sib npaug sib txawv, lub ntsiab lus ntawm cov kab zauv no rau quantum physics yog qhov nyuaj dua rau kev nkag siab thiab piav qhia. Ib qho kev sim piav qhia txog dab tsi nthwv dej-particle dual tseem yog qhov tseem ceeb ntawm kev sib cav hauv quantum physics.
Qhov tseem ceeb ntawm kev siv nthwv dej-particle duality kuj yog nyob rau hauv qhov tseeb tias txhua tus kws kho mob yuav tsum kawm kom pom qhov tseeb hauv txoj kev nthuav dav, thaum xav txog yuav luag txhua yam khoom hauv txoj kev ib txwm tsis txaus rau kev nkag siab txaus. ntawm kev muaj tiag.
