Πώς βρίσκετε το μήκος κύματος ενός σωματιδίου άλφα όταν δίνεται η ταχύτητα;

Δεν μπορείτε να βρείτε απευθείας το μήκος κύματος ενός σωματιδίου άλφα χρησιμοποιώντας μόνο την ταχύτητά του. Εδώ γιατί και πώς να το κάνω σωστά:

Γιατί η ταχύτητα από μόνη της δεν είναι αρκετή:

* Διπλότητα κύματος-σωματιδίου: Τα σωματίδια άλφα, όπως όλα τα ύλη, παρουσιάζουν δυαδικότητα κυμάτων-σωματιδίων. Αυτό σημαίνει ότι έχουν ιδιότητες που μοιάζουν με κύμα και σωματίδια.

* de broglie μήκος κύματος: Το μήκος κύματος ενός σωματιδίου σχετίζεται με την ορμή του, όχι μόνο την ταχύτητά του.

Πώς να βρείτε το μήκος κύματος:

1. ορμή: Πρέπει να γνωρίζετε την ορμή του σωματιδίου άλφα. Η ορμή (P) υπολογίζεται ως:

* P =MV

* Πού:

* Μ =μάζα του σωματιδίου άλφα (περίπου 6.644657 × 10^-27 kg)

* V =ταχύτητα του σωματιδίου άλφα

2. de broglie μήκος κύματος: Μόλις έχετε τη δυναμική, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την εξίσωση De Broglie μήκους κύματος:

* λ =h/p

* Πού:

* λ =μήκος κύματος

* H =σταθερά του Planck (6.62607015 × 10^-34 m² kg/s)

Παράδειγμα:

Ας πούμε ότι ένα σωματίδιο άλφα έχει ταχύτητα 1,5 × 10^7 m/s.

1. ορμή: p =(6.644657 × 10^-27 kg) * (1,5 × 10^7 m/s) =9,967 × 10^-20 kg m/s

2. μήκος κύματος: λ =(6.62607015 × 10^-34 m² kg/s)/(9.967 × 10^-20 kg m/s) ≈ 6.65 × 10^-15 m

Σημαντική σημείωση: Αυτός ο υπολογισμός υποθέτει ότι το σωματίδιο άλφα συμπεριφέρεται ως κύμα. Στην πραγματικότητα, η φύση κύματος των σωματιδίων άλφα καθίσταται πιο σημαντική σε πολύ χαμηλές ταχύτητες.