De Broglie Dalga Boyu

Elektronlar parçacıksa, bir elektron demeti birbirine yakın iki yarıktan geçtiğinde, iki küçük elektron demetinin ortaya çıkması ve aralarında karanlık bir bölge olan iki parlak şerit oluşturması beklenir. Başlangıçta, yalnızca birkaç elektronla, ekranda rastgele yerleşmiş noktalar belirir. Bu, parçacık benzeri davranışı gösterir.

Bununla birlikte, yarıklardan giderek daha fazla elektron geçtikçe, dalga benzeri davranışın ayırt edici özelliği olan bir girişim örüntüsü ortaya çıkar. Bu nasıl mümkün olabilir? Bohr modelinin elektronun çekirdeğin etrafında dönen bir parçacık olduğunu öne sürdüğünü hatırlayalım.

Fransız fizikçi Louis de Broglie, elektronun dalga özellikleri sergileyebileceğini öne sürmüştür. Elektronun lambda dalga boyuna sahip dairesel bir dalga gibi davrandığını öne sürmüştür. Her bir yörüngenin çevresi, bir tam sayı dalgaboyu içerir.

Dalganın belirli noktaları sıfır genliğe sahiptir, bunlar düğümlerdir. De Broglie, elektronun dalga boyunun kütlesine ve hızına bağlı olduğu ve h'nin Planck sabiti olduğu şu ilişkiyi önermiştir. Elektronun hızı ne kadar büyükse dalga boyu o kadar kısadır.

De Broglie hipotezi tüm maddeleri kapsar ve bu dalgalara madde dalgaları"denir. Ancak, golf topu gibi büyük, makroskopik nesneler dalga olarak görünmez. De Broglie ilişkisini uygularsak, küçük Planck sabiti değerinin golf topunun kütlesine ve hızına bölünmesi, gözlemlenemeyecek kadar küçük bir dalga boyu ortaya koyar.

Bununla birlikte, elektronlar gibi son derece küçük kütleli atom altı parçacıkların dalga yapıları göz ardı edilemez. X-ışınları bir kristalden geçtiğinde, dalgalar kırılır ve kristaldeki atomların düzenini ortaya çıkaran belirgin bir girişim örüntüsü elde edilir. Bu, X ışını kırınımı olarak bilinen laboratuvar tekniğidir.

Bir kristalden X-ışınları yerine elektronlar geçirilerek benzer bir deney yapılırsa benzer bir davranış gözlenir. Bu, elektronların dalga benzeri davranış gösteren parçacıklar olduğuna dair deneysel bir kanıttır.