Skip to main content
Global

29.5: Duality ya Mzunguko wa Mwanga

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    183528

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

    Malengo ya kujifunza

    Mwishoni mwa sehemu hii, utaweza:

    • Eleza nini neno la chembe-wimbi la wimbi linamaanisha, na kwa nini linatumika kwa mionzi ya EM.

    Tumejulikana kwa muda mrefu kwamba mionzi ya EM ni wimbi, linaloweza kuingiliwa na diffraction. Sasa tunaona kwamba mwanga unaweza kuonyeshwa kama photons, ambazo ni chembe zisizo na massless. Hii inaweza kuonekana kinyume, kwani sisi kawaida kukabiliana na vitu kubwa ambayo kamwe kutenda kama wimbi na chembe. Wimbi la bahari, kwa mfano, hauonekani kama mwamba. Ili kuelewa matukio madogo madogo, tunafanya analogies na matukio makubwa tunayoyaona moja kwa moja. Tunaposema kitu kinachofanya kama wimbi, tunamaanisha inaonyesha madhara ya kuingiliwa yanayofanana na yale yanayoonekana katika mawimbi ya maji yanayopindana. (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)) Mifano miwili ya mawimbi ni sauti na mionzi ya EM. Tunaposema kitu kinachofanya kama chembe, tunamaanisha kuwa inaingiliana kama kitengo cha kipekee bila madhara ya kuingiliwa. Mifano ya chembe ni pamoja na elektroni, atomi, na photoni za mionzi ya EM. Tunazungumzaje juu ya jambo ambalo hufanya kama chembe na wimbi?

    Sehemu ya a inaonyesha mwingiliano wa mionzi ya mwanga inayojitokeza kutoka slits mbili kama semicircles zinazoingiliana. Mwelekeo wa mawimbi ya mwanga huonyeshwa kwa kutumia mishale. Mawimbi ya kuingiliana yanaenea na kuishia kwenye skrini ambapo pointi za kiwango cha juu na cha chini zimewekwa alama. Katika sehemu ya b, photon inaonyeshwa kama duaradufu inayozunguka wimbi na chembe ya mchanga inavyoonekana imeongezeka. Mshale hutolewa kati ya hizo mbili kutoka fotoni hadi chembe ya mchanga.
    Kielelezo\(\PageIndex{1}\): (a) Mfano wa kuingiliwa kwa mwanga kwa njia ya kupasuka mara mbili ni mali ya wimbi inayoeleweka kwa kufanana na mawimbi ya maji. (b) Mali ya photons kuwa na nishati ya kupima na kasi na kutenda kama kitengo cha kujilimbikizia inaeleweka kwa kufanana na chembe za macroscopic.

    Hakuna shaka kwamba mionzi ya EM huingilia na ina mali ya wavelength na mzunguko. Pia hakuna shaka kwamba inafanya kama chembe-photons na nishati ya kipekee. Tunaita asili hii ya mara mbili kuwa mbili-wimbi la chembe, maana yake ni kwamba mionzi ya EM ina mali ya chembe na wimbi. Hii kinachojulikana kama duality ni neno tu la mali ya photon inayofanana na matukio tunaweza kuchunguza moja kwa moja, kwa kiwango kikubwa. Kama neno hili inaonekana ajabu, ni kwa sababu sisi si kawaida kuchunguza maelezo juu ya kiwango quantum moja kwa moja, na uchunguzi wetu mavuno ama chembe au wimbi mali, lakini kamwe wote wakati huo huo.

    Kwa kuwa tuna duality chembechembe wimbi kwa photons, na tangu tumeona uhusiano kati ya photons na jambo kwa kuwa wote wawili wana kasi, ni busara kuuliza kama kuna chembechembe wimbi duality kwa jambo pia. Kama EM mionzi sisi mara moja walidhani kuwa wimbi safi ina mali chembe, inawezekana kwamba jambo ina mali wimbi? Jibu ni ndiyo. Matokeo ni makubwa, kama tutaanza kuona katika sehemu inayofuata.

    PHET: UCHUNGUZI: QUANTUM WIMBI KUINGILIWA

    Je, fotoni, elektroni, na atomi zinafanya lini kama chembe na zinafanya lini kama mawimbi? Watch mawimbi kuenea nje na kuingilia kati kama wao kupita katika watakata mara mbili, kisha kupata wanaona kwenye screen kama dots vidogo. Kutumia detectors quantum kuchunguza jinsi vipimo mabadiliko ya mawimbi na mwelekeo wao kuzalisha kwenye screen. Bonyeza kiungo hiki kupakua Phet simulation.

    PhET_Icon.png
    Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Kuingiliwa kwa Wave

    Muhtasari

    • Mionzi ya EM inaweza kuishi kama ama chembe au wimbi.
    • Hii inaitwa duality chembe-wimbi.

    faharasa

    chembe-wimbi duality
    mali ya tabia kama ama chembe au wimbi; neno la uzushi kwamba chembe zote zina sifa za wimbi