Kuvaus

Kaikilla hiukkasilla voi olla aaltomaisia ominaisuuksia. Hiukkasen de Broglien aallonpituus osoittaa pituusskaalan, jolla aaltomaiset ominaisuudet ovat tärkeitä hiukkaselle.

De Broglien aallonpituutta edustaa yleensä symboli λ tai λdB.

Hiukkaselle, jolla on momentti p, de Broglien aallonpituus määritellään seuraavasti:

λdB = hp

missä h on Planckin vakio.

Keskustelu

Jos hiukkanen on merkittävästi suurempi kuin oma de Broglien aallonpituus tai jos se on vuorovaikutuksessa muiden esineiden kanssa mittakaavassa, joka on huomattavasti suurempi kuin de Broglien aallonpituus, sen aaltomaiset ominaisuudet eivät ole havaittavissa. Normaalinopeuksisilla jokapäiväisillä esineillä λdB on aivan liian pieni, jotta voimme nähdä havaittavia kvanttiefektejä. 1 000 kg: n auton, joka kulkee nopeudella 30 ms – 1, de Broglien aallonpituus λdB = 2 × 10–38 m, monta suuruusluokkaa pienempi kuin atomiatumien koot.

Tyypillinen elektroni metallin de Broglien aallonpituus on luokkaa ~ 10 nm. Siksi näemme kvanttimekaaniset vaikutukset metallin ominaisuuksissa, kun näytteen leveys on kyseisen arvon ympärillä.

SI-yksikkö

metri, m

Ilmaistuna SI-perusyksiköinä

m

Muut yleisesti käytetyt yksiköt

nm

Matemaattiset lausekkeet

• λdB = hp

missä h on Planckin vakio ja p on hiukkasen liikemäärä.

Liittyvät merkinnät

• Aallonpituus

Kontekstissa

Voimme päätellä aineen aaltomaisen luonteen tarkkailemalla diffraktiokuviota, joka syntyy, kun elektronit kulkevat kiteisen materiaalin läpi. Kuvio tapahtuu, kun elektronien de Broglien aallonpituus on verrattavissa kiteiden atomien väliseen etäisyyteen. Grafiitin kaltaiselle materiaalille, jossa atomien välinen etäisyys on 0,1–0,2 nm, elektronien on kuljettava nopeudella, joka on luokkaa ~ 106 m s – 1, jotta näin olisi.