Fale Materii

a) Broglie założył ze dualizm cząsteczkowo falowy można stosować nie tylko do opisywania fali elektromagnetycznej ale także do innych cząsteczek o masie spoczynkowej różnej od 0. doskonałym przykładem jest ELEKTRON, który według tej tezy powinien mieć właściwości falowe. Według hipotezy de Broglie'a dualizmu korpuskularno-falowego każdy obiekt materialny może być opisywany na dwa sposoby: jako zbiór cząstek albo jako fala.

Potwierdzeniem tezy Broglie jest zjawisko rozpraszania elektronów. Doświadczenie zostało przeprowadzone w roku 1927. Davisson i Germer jako pierwsi zaobserwowali wówczas dyfrakcję elektronów na krysztale niklu - Na kryształ niklu są kierowane prostopasle strumienie elektronów(przyspieszano je dzieki różnicy potencjałów) miały ode odbijać się od tej blaszki i to właśnie chcieli sprawdzić Davisson i germer, lecz niechcąco do środowiska doświadczenia dostało sie powietrze które utleniło płytkę, naukowcy podgrzali płytkę aby ja naprawić, nie wiedzieli że przez to zmieni ona swoją strukturę w taki sposób że elektrony padające na nią będą poddawane zjawisku dyfrakcji.

b) Zasada nieoznaczoności Heisenberga.
- Zasada nieoznaczoności Heisenberga mówi, że nie jest możliwy jednoczesny dokładny pomiar położenia cząstki i jej pędu:

gdzie Δx i Δp oznaczają odpowiednio nieokreśloność położenia i pędu. Jeśli iloczyn tych dwóch nieokreśloności jest stały, to znaczy, że im dokładniej jest określony pęd cząstki (prędkość), tym mniej dokładnie wiemy, jakie wtedy było jej położenie i odwrotnie.
Wynika z tego, że mikrocząstka nigdy nie będzie w stanie, w którym miałaby jednocześnie dokładnie określone położenie i pęd.

uogólnienei tej zasady mówi także o tym że nie możemy jednocześnie zmierzyć też energii i czasu czyli nie można z dowolną dokładnością wyznaczyć jednocześnie czasu życia nietrwałej cząstki i energii stowarzyszonej z nią fali de Broglie'a. Według niektórych naukowców istnieją granice pomiaró czyli : czas i długość Planca

Podczas pomiaru jakiś wartości (odpowiednio małych ) zostają one zaburzone - proces pomiaru zaburza stan układu.

Na postawie zasady nieoznaczoności możemy stwierdzić że w próżni powstają stale cząsteczki, i ma ona energię lecz nie możemy tego zauważyć gdyż zdarzenie to jest w z byt małym przedziale czasu.

c) Własności cząstki w nieskończonej studni potencjału
- Może zawierać dowolna ilość energii kinetycznej
- Wewnątrz studni powstaje fala stojąca materii z węzłami na brzegach studni.
- Na dnie studni znajduje się w stanie spoczynku zawiera Ek=0
-Gęstość prawdopodobieństwa oscyluje między wartością maksymalną a zerem.
-W nieskończonej studni potencjału energia cząstki może przyjmować tylko pewne ściśle określone, różne od zera wartości (energia skwantowana):

E=n²(π²ħ²/2mL²)

Gdzie n=1,2,3,…
- Cząstka w studni potencjału ma energię skwantowaną. Obiekt znajduje się na jednym z dozwolonych poziomów energetycznych.

-Zmiana energii układu może odbywać się wyłącznie porcjami – kwantami.

* Dozwolone wartości energii jamy potencjału nazywamy poziomami energetycznymi, a liczbę naturalną n, wyznaczającą poziomy energetyczne, liczbą kwantową. Każdej wartości liczby kwantowej odpowiada określony stan kwantowy scharakteryzowany funkcją falową y(x).
* W makroświecie odległość pomiędzy najbliższymi poziomami energetycznymi jest niemierzalnie mała.