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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Lỗ đen thật ra có thể là lỗ sâu đục đang va chạm
14/07/2018
Khi hai lỗ sâu đục va chạm nhau, chúng tạo ra những gợn lăn tăn trong không-thời gian lan tỏa ra mọi phía. Theo một nghiên cứu
Phải chăng các nhà thiên văn đã tìm thấy khối lượng mất tích của vũ trụ?
10/07/2018
Vào thập niên 1960, các nhà thiên văn bắt đầu để ý thấy Vũ trụ dường như thiếu mất một phần khối lượng. Giữa các quan
Vì sao một số vết nứt đẩy nhau ra?
22/06/2018
Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 14)
22/06/2018
Các số lượng tử Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 13)
21/06/2018
Cấu trúc nguyên tử Mô hình nguyên tử mà Bohr và Rutherford mô tả là khá đơn giản, với một hạt nhân nguyên tử tại trung tâm,
Các va chạm hạt bên trong LHC trông như thế nào?
20/06/2018
Nếu hai proton va chạm ở tốc độ bằng 99,9999991% tốc độ ánh sáng thì chúng có tạo ra âm thanh hay không? Máy Va chạm Hadron
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 3)
18/06/2018
Trái Đất quay tròn xung quanh Mặt Trời theo một vòng trònMô hình nhật tâm sơ khai Là nhà thiên văn học và nhà toán học xứ
Những bài học thiên văn ngắn (Phần 2)
18/06/2018
Rõ ràng Trái Đất không chuyển độngMô hình địa tâm Là một trong những nhà triết học có sức ảnh hưởng nhất ở phương

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