- 波粒二象性公式推
波粒二象性公式推导如下:
1. 德布罗意公式:λ=h/p,其中λ是波长,p是动量,h是普朗克常数。这个公式将粒子的动量转化为波长,从而将粒子转化为波动。
2. 薛定谔波动方程:ψ(r,t)=Ψ(r)e^(-iEt/h),其中Ψ(r)是波函数,E是能量,t是时间,E是动能算符的本征值。这个方程将粒子波动的状态与能量联系起来,从而将粒子状态与波动状态相互转化。
此外,还有康普顿效应的波粒二象性推导等。需要注意的是,这些公式是在量子力学中推导的,需要一定的数学和物理基础才能理解。
相关例题:
题目:假设一个光子具有能量E,波长为入,求其动量p和德布罗意波长?
解:根据能量和动量的关系,E=pc/√(1-(v^2/c^2)),其中v是光子的速度,c是光速。
又根据德布罗意波长公式 λ = h/p,其中h是普朗克常数。
将上述两个公式联立,我们可以得到:
p = (Ec^2)/(v√(c^2-v^2))
λ = h/(E√(c^2-v^2))
对于一个光子,其速度v接近光速,因此可以将v^2近似为c^2。同时,由于光子能量E与波长入的关系满足E=hc/入,因此可以将上式进一步简化为:
p = (hc^3)/(v入)
λ = (h入)/E
现在我们来求解这个例题:假设一个光子的能量为6.63×10^-34 J,求其动量和德布罗意波长。代入已知数据,我们可以得到:
动量:p = (hc^3)/(v入) = (6.63e-34 3e8 10^-8) / (3e8) = 6.63e-26 kg·m/s
德布罗意波长:λ = (h入)/E = (6.63e-34 10^-8) / (6.63e-34) = 1.0e-15 m
因此,这个光子的动量为6.63×10^-26 kg·m/s,德布罗意波长为1.0×10^-15 m。这个结果说明光子具有波动性,其德布罗意波长与波长非常接近。
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