Skip to main content
Global

6.1: مقدمة للفوتونات وموجات المادة

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    196567

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    كان اثنان من أكثر المفاهيم ثورية في القرن العشرين هما وصف الضوء كمجموعة من الجسيمات، ومعالجة الجسيمات كموجات. أدت هذه الخصائص الموجية للمادة إلى اكتشاف تقنيات مثل الفحص المجهري الإلكتروني، والذي يسمح لنا بفحص الأجسام شبه المجهرية مثل حبوب اللقاح، كما هو موضح أعلاه.

    تظهر الصورة مجموعة من جزيئات حبوب اللقاح. جميع الجزيئات لها شكل دائري أو بيضاوي. تحتوي بعض الجزيئات على مورفولوجيا حبيبية، بينما يحتوي البعض الآخر على العديد من المسامير البارزة من سطحها.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): في هذه الصورة لحبوب اللقاح المأخوذة بالمجهر الإلكتروني، يبلغ طول الحبوب على شكل حبة الفول حوالي 50 ميكرومتر. يمكن أن تتمتع المجاهر الإلكترونية بقدرة حل أعلى بكثير من مجهر الضوء التقليدي لأن الأطوال الموجية للإلكترون يمكن أن تكون أقصر بـ 100,000 مرة من الأطوال الموجية لفوتونات الضوء المرئي. (الائتمان: تعديل العمل من قبل مرفق الميكروسكوب الإلكتروني بكلية دارتموث).

    في هذا الفصل، ستتعرف على كمية الطاقة، وهو مفهوم قدمه الفيزيائي الألماني ماكس بلانك عام 1900 لشرح إشعاع الجسم الأسود. نناقش كيف قام ألبرت أينشتاين بتوسيع مفهوم بلانك ليشمل كمية الضوء («الفوتون») لشرح التأثير الكهروضوئي. نوضح أيضًا كيف استخدم الفيزيائي الأمريكي آرثر إتش كومبتون مفهوم الفوتون في عام 1923 لشرح تحولات الطول الموجي التي لوحظت في الأشعة السينية. بعد مناقشة نموذج بوهر للهيدروجين، وصفنا كيف افترض لويس فيكتور دي بروغلي موجات المادة في عام 1924 لتبرير نموذج بور ونفحص التجارب التي أجريت في 1923-1927 من قبل كلينتون دافيسون وليستر جيرمر والتي أكدت وجود موجات المادة لديبروغلي.

    المساهمون والصفات