09 พฤษภาคม 2553

คลื่นอนุภาค (matter wave)

ในเมื่อแสงมันทำตัวเป็นอนุภาค มีทั้งพลังงานจลน์เป็นก้อนๆ จากปรากฏการณ์โฟโตอิเลกทริก และมันก็มีโมเมนตัมเป็นตัวเป็นตนเสียด้วย จากการพิสูจน์ของคอมพ์ตัน ก็มีคนเริ่มคิดกันว่า แสงมันยังเป็นอนุภาคได้เลย ทำไมอนุภาคชัดๆ มันจะทำตัวเป็นคลื่นบ้างไม่ได้ และนี่คือแนวความคิดของเดอบรอยก์ โดยอาศัยแนวคิดง่ายๆ ดังนี้

E = hf   ===> สมมติฐานของแพลงค์

E = mc2 ==> แนวความคิดของไอน์ไตน์ (ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ)

ก็จะได้

hc/λ = m2c2/m = P2 /m

hP/λ = P2

ซึ่งจะได้

λ = h/P

ผู้ที่เสนอเรื่องนี้ก็คือ เดอบรอยก์ ดังกล่าวมาแล้วข้างต้น

แนวคิดของเดอบรอยก์ ในช่วงแรกก็คงเหมือนทฤษฎีทั่วไป ที่ต้องการได้รับการท้าทาย หรือโต้แย้ง แต่สิ่งหนึ่งที่แนวความคิดของเดอบรอยก์นำไปอธิบายได้ ก็คือ ปริศนา สมมติฐานของโบร์ ที่อธิบายไว้ว่า อิเลกตรอนที่เคลือ่นที่รอบนิวเคลียส ไม่แผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ไม่ได้มีคำอธิบายไว้ว่าเพราะอะไร ซึ่งในเรื่องนี้ ได้มีคำอธิบายจากสมมติฐานของเดอบรอยก์ออกมาว่า ในขณะที่อิเลกตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสอยู่นั้น อิเลกตรอนประพฤติตัวเป็นคลื่น โดยวงโคจรที่อิเลกตรอนไม่แผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมานั้น เป็นมีลักษณะเป็นคลื่นนิ่ง

นั่นคือ

nλ=2πrn (จำนวนเท่าของความยาวคลื่นเท่ากับความยาวเส้นรอบวงของวงโคจร

โดยที่ λ = h/mv ดังนั้น

mvrn = h/2π หรือ L = nh_bar

หรือโมเมนตัมเชิงมุมเท่ากับจำนวนนับคูณเอชบาร์ (ตามสมมติฐานข้อที่สองของโบร์)

ดังนั้นปริศนาของโบร์ จึงได้รับความกระจ่างจากสมมติฐานของเดอบรอยก์ ด้วยประการฉะนี้

 



ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น