Γιατί το μήκος κύματος ενός μακροσκοπικού αντικειμένου δεν επηρεάζει το αντικείμενο συμπεριφοράς;

Έχετε δίκιο να αναρωτηθείτε για το μήκος κύματος των μακροσκοπικών αντικειμένων! Είναι συνέπεια της δυαδικότητας των κυμάτων-σωματιδίων, μιας θεμελιώδους έννοιας στην κβαντική μηχανική. Εδώ γιατί το μήκος κύματος των μακροσκοπικών αντικειμένων δεν επηρεάζει αισθητά τη συμπεριφορά τους:

1. Το μήκος κύματος De Broglie:

* Κάθε αντικείμενο, ακόμη και μεγάλο, έχει μήκος κύματος, αλλά είναι αντιστρόφως ανάλογη με την ορμή του (ταχύτητα μάζας). Η εξίσωση είναι: λ =h / p , όπου λ είναι το μήκος κύματος, το H είναι σταθερά του Planck (μια πολύ μικρή τιμή) και το P είναι η ορμή.

* Για μακροσκοπικά αντικείμενα, ακόμη και μια μικρή ποσότητα ορμής οδηγεί σε ένα εξαιρετικά μικρό μήκος κύματος. Αυτό το μήκος κύματος είναι τάξεις μεγέθους μικρότερο από τις διαστάσεις του ίδιου του αντικειμένου.

2. Περίθλαση και παρεμβολές:

* Η φύση των αντικειμένων που μοιάζει με κύμα των αντικειμένων μέσω φαινομένων όπως η περίθλαση (κάμψη γύρω από τις γωνίες) και η παρεμβολή (υπέρθεση των κυμάτων).

* Για να είναι αισθητή η περίθλαση και η παρεμβολή, το μήκος κύματος του αντικειμένου πρέπει να είναι συγκρίσιμο με το μέγεθος των εμποδίων ή των ανοίγματος που αντιμετωπίζει.

* Δεδομένου ότι τα μακροσκοπικά αντικείμενα έχουν απίστευτα μικρά μήκη κύματος, η συμπεριφορά τους που μοιάζει με κύματα είναι πρακτικά μη παρατηρήσιμη σε καθημερινές καταστάσεις.

3. Κλασική φυσική:

* Η κλασική φυσική παρέχει εξαιρετικές περιγραφές μακροσκοπικών αντικειμένων. Οι νόμοι κίνησης του Νεύτωνα, για παράδειγμα, δεν αντιπροσωπεύουν τις ιδιότητες των κυμάτων.

* Οι κλίμακες στις οποίες αλληλεπιδρούν με μακροσκοπικά αντικείμενα είναι πολύ μεγαλύτερες από τα μήκη κύματος τους, καθιστώντας την αμελητέα συμπεριφορά τους.

4. Παραδείγματα:

* Φανταστείτε ένα μπέιζμπολ που ρίχνεται με ταχύτητα 100 χλμ./H. Το μήκος κύματος του De Broglie θα ήταν απίστευτα μικρό, πολύ μικρό για να προκαλέσει τυχόν παρατηρήσιμες επιδράσεις περίθλασης ή παρεμβολής καθώς πετάει στον αέρα.

* Ένα αυτοκίνητο που κινείται σε ένα δρόμο θα είχε ένα ακόμη μικρότερο μήκος κύματος, καθιστώντας την κύμα συμπεριφορά του εντελώς άσχετη με την κίνηση του.

Συμπερασματικά:

Ενώ όλα τα αντικείμενα έχουν μήκος κύματος, το μήκος κύματος De Broglie των μακροσκοπικών αντικειμένων είναι τόσο μικρό που η συμπεριφορά τους που μοιάζει με κύματα είναι πρακτικά ανεπαίσθητη στην καθημερινή μας εμπειρία. Παρατηρούμε τον κόσμο μέσω του φακού της κλασσικής φυσικής, ο οποίος περιγράφει επαρκώς το μακροσκοπικό χώρο.