Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ДА ДВ ДЕ ДИ ДЛ ДО ДР ДУ ДЫ

Дебройлевская волна

 
В соответствует дебройлевская волна длиной 1 0 нм.
Малость длины дебройлевской волны для электрона означает большой радиус сферы Эвальда ( см. стр. Это сильно упрощает истолкование электро-нограмм, так как они оказываются прямыми изображениями плоского сечения обратной решетки кристалла. Атомные факторы для рассеяния электронов также пропорциональны атомному номеру, но по своей абсолютной величине они во много раз больше, чем для рентгеновских лучей. Иными словами, электроны взаимодействуют с веществом значительно сильнее, чем рентгеновские кванты. Поэтому они сильно поглощаются веществом, и для исследования его структуры необходимо пользоваться очень тонкими пленками толщиной порядка 10 - 5 - 10 - 6 см, тогда как размеры кристаллов, изучаемых в рентгенографии, порядка 10 1 см. Исследование необходимо проводить в высоком вакууме. Это делает невозможным применение электронографии для изучения глобулярных белков в их нативном состоянии - вакуум высушит белок. Тем не менее электронография позволяет получить ценные результаты при исследовании фибриллярных белковых структур, синтетических полимеров и других аморфных тел.
Определить длину дебройлевской волны электронов, бомбардирующих антикатод рентгеновской трубки, если граница сплошного спектра рентгеновских лучей приходится на длину волны 30 А.
В имеет дебройлевскую волну длиной 1 А.
Вопрос о природе дебройлевских волн является пока спорным. В современной ( отнюдь еще не окончательной) стадии развития волновой механики представляется наиболее простой и удобной точка зрения Борна, согласно которой эти волны не имеют непосредственной реальности, представляя собой лишь вспомогательные образы, служащие для определения вероятности различных реальных событий, объектами которых являются обыкновенные материальные частицы. В этом отношении корпускулярно-волновой дуализм, по крайней мере в применении к материи, не утрачивает смысла. Материя, как мы всегда до сих пор и предполагали, представляет собой лишь совокупность материальных частиц - электронов и протонов.
Помните, длина дебройлевской волны получается при делении постоянной Планка h на массу и скорость тела.
Выполнив расчеты длины дебройлевской волны для различных материальных объектов, можно понять, почему мы не замечаем в повседневной жизни волновых свойств окружающих нас тел. Их длины волн оказываются столь малыми, что проявление волновых свойств невозможно обнаружить.
Распределение интенсивности потока электронов, рассеянных молекулами Вг2.| К уравнению. При этом изменяется длина дебройлевской волны X падающих на молекулы электронов. Реальная кривая изменения интенсивности рассеянных электронов определяется суммой когеррентного и некогеррентного рассеяний.
Из (6.6) следует, что величина дебройлевской волны Ад обратно пропорциональна массе частицы и скорости ее движения. Де Бройль предположил, что скорости движения частицы v соответствует групповая скорость волны. Это предположение физически обосновано, так именно групповая скорость является скоростью перемещения в пространстве энергии волны: vrp dE / dp ( прим. Равенство vrp v очевидным образом соответствует гипотезе де Бройля о корпускуляр-но-волновой природе частиц с массой покоя.
Электронным облаком называется определенное распределение в атоме дебройлевской волны электрона.
Волновые свойства электронов наблюдаются лишь при условии, что длина дебройлевской волны сравнима с межатомными расстояниями в кристаллах, на которых происходит дифракция. Метод изучения структуры вещества с помощью наблюдения дифракции электронов называется электронографией.
Как только энергия электронов становится выше - 100 Мэв, длина дебройлевской волны делается столь малой, что появляется возможность исследовать некоторые детали распределения зарядов в пределах ядра. Наблюдается уменьшение плотности заряда по направлению от центральной области к периферии ядра. В некоторой центральной области плотность зарядов приблизительно постоянна, а затем в направлении границы ядра наблюдается спад. Величина t остается почти неизменной даже для самых легких ядер, и поэтому у них область постоянной плотности практически отсутствует. На рис. 8 показан характер распределения заряда для некоторых типичных ядер.
Основные ограничения в эту величину вносят дифракция, обусловленная конечной длиной дебройлевской волны электронов [ при ускоряющем напряжении 100 кв эта величина равна 0 004 ил ( 0 04 А) ], и сферич. Разрешение лучших серийных микроскопов практически достигло теоретич.
Основные ограничения в эту величину вносят дифракция, обусловленная конечной длиной дебройлевской волны электронов [ при ускоряющем напряжении 100 кв эта величина равна 0 004 нм ( 0 04 А) ], и сферич. Разрешение лучших серийных микроскопов практически достигло теоретич.

Физически это условие соответствует ситуации, когда в яме укладывается целое число дебройлевских волн.
Из физического смысла волн де Бройля следует, что протяженность Ах волнового цуга дебройлевской волны связана с положением частицы в пространстве ( VI. Для микрочастиц, обладающих волнйвыми свойствами, понятие о координате частицы должно применяться в ином смысле, чем в классической механике. Когда шар движется по горизонтальному желобу при игре в кегли, положение ( координата) шара совершенно точно определяется расстоянием центра масс ( I. В любой задаче классической механики материальная точка ( или тело) в каждый момент времени имеет определенные координаты, характеризующие положение точки в пространстве. Когда частица М, обладающая волновыми свойствами, движется вдоль оси Ох ( рис. VI. Неопределенность Ах координаты оценивается линейными размерами той области пространства, в которой находится цуг волн, связанных с движущейся частицей.
Если же область существования частицы или амплитуда ее колебаний малы по сравнению с длиной дебройлевской волны, то классическое описание поведения этой частицы оказывается весьма грубым и даже может оказаться вообще не имеющим смысла. В этих условиях главными факторами, определяющими поведение частицы, являются уже их волновые свойства.
Электрон в атоме может двигаться только по тем орбитам, длина которых кратна длине его дебройлевской волны.
Это значит, что в атоме водорода, находящемся в первом стационарном состоянии, длина дебройлевской волны электрона в точности равна длине его круговой орбиты.
Если частица с массой т обладает волновыми свойствами ( квантовый линейный гармонический осциллятор), то дебройлевская волна, связанная с частицей ( VI.
Интерпретировать квантовые условия Бора на основе волновых представлений: показать, что стационарным боровс-ким орбитам соответствует целое число дебройлевских волн.
У микрочастиц ( электронов, нейтронов, атомов и др.) массы столь малы, что длины их дебройлевских волн достигают измеримых величин.
Пучки нейтральных атомов и молекул при комнатных температурах ( ГлЗОО К) движутся с такими скоростями v, что длины дебройлевских волн, соответствующих этим частицам, имеют порядок величины Яж10 - 10м ( VI. Это позволяет наблюдать волновые свойства атомов и молекул при отражении пучков частиц от поверхности кристаллов.
Пучки нейтральных атомов и молекул при комнатных температурах ( ГжЗОО К) движутся с такими скоростями v, что длины дебройлевских волн, соответствующих этим частицам, имеют порядок величины Я. Это позволяет наблюдать волновые свойства атомов и молекул при отражении пучков частиц от поверхности кристаллов.
Пучки нейтральных атомов и молекул при комнатных температурах ( Т & 300К) движутся с такими скоростями v, что длины дебройлевских волн, соответствующих этим частицам, имеют значения порядка 10 - 10 м ( VI. Это позволяет наблюдать волновые свойства атомов и молекул при отражении пучков частиц от поверхности кристаллов.
Подобная же связь существует между корпускулярными и волновыми свойствами частиц вещества. Квадрат амплитуды дебройлевской волны в данной точке пространства определяет вероятность того, что некоторое чило частиц попадает в эту точку.
В частности, понятие дебройлевская волна не связано с какой-либо реальной волной. И дифракция электронов не связана с реальными волнами. Я прихожу к мысли, что с волновыми представлениями следует обращаться осторожно. Как видно, волны бывают слишком разные. К сожалению, об этом иногда забывают. В представлениях о природе света когда-то господствовала точка зрения, согласно которой свет рассматривался как поток мелких корпускул.
Однако как же все-таки понимать наличие у электрона ( или атома, или молекулы) волновых свойств. Что физически скрывается под термином дебройлевская волна.
И Шредингер, отыскивая механику дебройлевских волн, поступил точно так же.

Оптическая модель ядра специально приспособлена для описания взаимодействия ядер с налетающими на них частицами. Здесь существенно, что длина дебройлевской волны бомбардирующих частиц боль шой энергии соизмерима с размерами ядер-мишеней.
Вводится новое понятие - волновая функция. Это - своеобразная физическая величина, связанная с амплитудой дебройлевской волны электрона и с другими его характеристиками, в том числе и корпускулярными. Это уравнение рассматривается в курсах атомной физики.
Согласно оптической модели ядро представляет собой сплошную среду, преломляющую и поглощающую дебройлевские волны падающих на него частиц. В квантовой механике доказывается, что роль коэффициента преломления для дебройлевской волны играет гамильтониан взаимодействия частицы с силовым полем ядра.
По оценкам Ферми, последняя величина отличается от не настолько мало, чтобы это различие нельзя было измерить. Очевидно, что аналогичного эффекта на ядре возникнуть не может из-за его малых размеров по сравнению с дебройлевской волной.
При этом на одном нуклоне снова концентрируется энергия W, превышающая энергию отделения нуклона. Однако нейтрон не покидает ядра из-за квантовомеханического эффекта отражения от границы ядра, на которой наблюдается резкий скачок дебройлевской волны для медленного нейтрона.
Волновыми свойствами обладают не только электроны, но и все другие элементарные частицы и даже все вообще движущиеся тела. И Вы, читатель, если идете, то приобретаете волновые свойства, однако длина Вашей волны крайне мала, так как длина дебройлевских волн тем меньше, чем больше масса движущегося объекта и чем меньше его скорость.
Что касается второго вопроса, то в рамках классической механики он не находит себе ответа. Последний, однако, легко получается, если исходить из волновой механики в той элементарной форме, которая была набросана нами выше и согласно которой совокупность одинаковых невзаимодействующих частиц, находящихся в одном и том же квантовом состоянии, может быть изображена определенной системой стоячих дебройлевских волн с надлежаще выбранной амплитудой. Ясно, что для неодинаковых частиц подобное волновое изображение невозможно.
Универсальность принципа топографической регистрации, основанного на общности явлений интерференции и дифракции для волновых процессов различной физической природы и различной частоты, открыла ранее недоступные возможности наблюдения этих процессов, связанные с реализацией голографии в рентгеновском, инфракрасном, радиоволновом диапазонах спектра электромагнитных колебаний, на ультразвуковых волнах, квазичастицах различной природы, а также на дебройлевских волнах частиц.
Используя дебройлевскую волну электрона, можно было убедиться в том, что энергия электрона, движущегося в ограниченном пространстве, должна квантоваться.
Ландау начал строить свой энергетический спектр, спустившись еще ниже по шкале температур, фактически - с абсолютного нуля. То есть дебройлевская волна, соответствующая возбужденной при этой температуре квазичастице, становится уже много больше, чем межатомные расстояния. А по законам квантовой механики большая длина волны означает малый импульс - это обратные величины - квазичастицы.
Физический смысл волн де Бройля выявляется из анализа связи, которая существует между корпускулярными и волновыми свойствами света ( V. Подобная же связь существует между корпускулярными и волновыми свойствами частиц вещества. Квадрат амплитуды дебройлевской волны в данной точке пространства определяет вероятность того, что некоторое число частиц попадает в эту точку.
Изложенные факты свидетельствуют о том, что классич. Далее, при достаточно большой массе частицы вещества длина ее дебройлевской волны становится настолько малой, что волновые черты движения фактически исчезают.
Для того чтобы понять это объяснение, выполним сначала расчет длины дебройлевской волны электрона, движущегося по первой разрешенной круговой орбите в атоме водорода.
Для волны любой природы представление о том, что она имеет некоторые координаты, находится в определенном месте пространства, лишено физического смысла. Например, если волна, распространяющаяся по поверхности воды, достигла лодки, то не имеет смысла утверждать, что волна находится только в том месте, где она встретилась с лодкой. Из физического смысла волн де Бройля следует, что протяженность Ах волнового цуга дебройлевской волны связана с положением частицы в пространстве ( VI. Для микрочастиц, обладающих волновыми свойствами, понятие о координате частицы должно применяться в ином смысле, чем в классической механике. Когда шар движется по горизонтальному желобу при игре в кегли, положение ( координата) шара совершенно точно определяется расстоянием центра масс ( 1.2.3.4) шара от начала желоба.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11