Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 8)

Lưỡng tính sóng-hạt

Vào đầu thập niên 1920, bằng chứng rằng ánh sáng có các đặc tính vừa là sóng vừa là hạt đã được chấp nhận rộng rãi, nhưng câu hỏi vì sao chỉ riêng ánh sáng mới biểu hiện đặc tính nước đôi này vẫn là một bí ẩn. Năm 1924, nhà khoa học Pháp Louis-Victor de Broglie đề xuất một lí giải thuộc loại ấy, đó là các hạt như electron cũng biểu hiện các phương diện nước đôi. Ông đề xuất rằng có thể tính ‘bước sóng’ của một hạt bằng cách chia hằng số Planck cho động lượng của hạt (một tính chất ngày nay gọi là bước sóng de Broglie).

Thật vậy, hóa ra toàn bộ vật chất đều có một bước sóng gắn liền, và hình dạng sóng của nó (còn gọi là hàm sóng) tác dụng như một đường cong xác suất, với cực đại của sóng nằm ở chỗ hạt có khả năng được tìm thấy cao nhất. Động lượng càng lớn, thì bước sóng de Broglie càng ngắn, vì thế bộ mặt sóng chỉ đáng chú ý ở cấp độ nguyên tử và dưới nguyên tử. Trái lại, bước sóng de Broglie của một vận động Olympic chạy nước rút 100 m là một con số không thể phát hiện được, 10-37 m.

Lưỡng tính sóng-hạt

Nhiễu xạ electron

Bằng chứng trực tiếp cho ý tưởng của de Broglie về lưỡng tính sóng-hạt được cung cấp bởi Clinton Davisson và Lester Germer vào năm 1929. Thí nghiệm của họ cho bắn những chùm electron vào một tinh thể nickel tinh khiết. Do bước sóng de Broglie của electron nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của ánh sáng nhìn thấy, nên khe hẹp giữa các mặt phẳng nguyên tử của tinh thể có thể tác dụng như một cách tử nhiễu xạ. Davisson và Germer đã đo các vân giao thoa, tương tự như các vân tạo ra bởi sự nhiễu xạ ánh sáng, trong cường độ electron tới ở phía bên kia của tinh thể. Kết quả nhanh chóng được chứng thực độc lập trong một thí nghiệm tương tự của nhà khoa học Anh George Thomson.

Thực tế electron chịu sự nhiễu xạ không những chứng minh thuyết phục rằng chúng có các đặc tính giống sóng, mà còn tỏ ra có ý nghĩa thực tiễn rất lớn. Bước sóng nhỏ xíu của electron cho phép chúng ta sử dụng chúng để khảo sát cấu trúc của vật chất ở những cấp độ sâu sắc hơn nhiều so với kính hiển vi quang học.

Nhiễu xạ electron

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Lần đầu tiên đo được áp suất nội của proton
21/05/2018
Sử dụng máy gia tốc electron tại Phòng thí nghiệm Jefferson ở Virginia, Mĩ, các nhà vật lí đã lập thành công bản đồ phân bố
Ai là người thực hiện thí nghiệm hai khe đầu tiên với electron độc thân?
18/05/2018
Trong vật lí học, thí nghiệm nào là đẹp nhất? Đây là câu hỏi mà Robert Crease đã nêu ra với độc giả tạp chí Physics World
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 1)
09/05/2018
TỪ THẦN THOẠI ĐẾN KHOA HỌC: 600 tCN - 1550 sCN Các truyền thống mà nền thiên văn học hiện đại được xây dựng trên
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 11)
09/04/2018
Tương đương khối lượng-năng lượng Phương trình nổi tiếng nhất thế giới vật lí học cho ta biết rằng khối lượng và
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 10)
26/03/2018
Nguyên tử cơ học lượng tử Bất chấp những nỗ lực tột bậc của Rutherford và Bohr, những phương diện nhất định của cấu
Nguyên tố Rhodium
22/03/2018
Rhodium là một nguyên tố kim loại màu trắng bạc có ánh kim cao và chống ăn mòn. Nó được xem là kim loại quý hiếm nhất và giá
Hội nghị giảng dạy vật lý toàn quốc lần thứ IV - năm 2018 tại Đà Nẵng
17/03/2018
Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng phối hợp với Hội Giảng dạy Vật lí thuộc Hội Vật lí Việt Nam và Vụ
Stephen Hawking: 1942-2018
15/03/2018
Nhà vũ trụ học Stephen Hawking đã tạ thế hôm 14 tháng Ba 2018 tại nhà riêng của ông ở Cambridge, Anh. Ông nổi tiếng thế giới

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com