Mávat-dualita částečky
V fyzice, mávat-dualita částečky si myslí, že světlo a záležitost současně vystavují vlastnosti vln a částeček. Toto pojetí je část kvantové mechaniky. Tato dualita sloučí teorie Huygens (kdo argumentoval že světlo sestávalo z vln) s těmi Newton (kdo argumentoval, že světlo bylo particulate).| Tabulka s obsahem |
| 1 Fresnel, Maxwell, a mladý 2 Einstein a fotony 3 De Broglie |
V brzy 1800s, difrakce experimentuje Mladý a Fresnel poskytoval důkaz pro Huygens teorie: tyto experimenty ukázaly, že, když světlo je posláno přes mřížku, charakteristika překážení vzor je pozorovaný, velmi podobný vzoru vyplývat z rušení vodních vln; vlnová délka světla může být vypočítavá od takových vzorů. Maxwell, během pozdní -1800s, vysvětlil světlo jako propagace elektromagnetických vln s Maxwell rovnicemi. Tyto rovnice byly ověřeny experimentem a Huygens pohled stal se široce přijímaný.
V 1905, Einstein smířil Huygens pohled s tím Newtona; on vysvětlil photoelectric účinek (účinek ve kterém světle nevypadal, že se chová jako vlna) tím, že postuluje existenci fotonů, quanta energie se particulate kvality. Einstein předpokládal že světlo je frekvence, a nu;, je příbuzný energii, E, jeho fotonů:
- ,
V 1924, De Broglie prohlašoval, že všichni vadí má vlna-jako příroda; on líčil vlnovou délkua lambda;, a hybnost, p:
- .
De Broglie rovnice byla potvrdil tři roky pozdnější vedením paprsek elektronů (který mít hmotu) přes krystalickou mřížku a pozorovat to předpovídaly interferenční obrazce. Podobné experimenty mají protože been dirigoval s protony a dokonce s molekulami celku a rovnicí byl potvrzen v každém případě.
Planck konstanta h je extrémně malý a to vysvětluje proč my si nevšimneme vlnu-jako kvalita každodenních objektů: jejich vlnové délky jsou mimořádně malé. Skutečnost, že záležitost může mít velmi krátké vlnové délky je využíván v mikroskopii elektronu.
V kvantové mechanice, vlna-dualita částečky je vysvětlena takto: každý systém a částečka je popsaná funkcemi vlny, které zakódují rozdělení pravděpodobnosti všech měřitelných proměnných. Pozice částečky je jedna taková proměnná. Předtím pozorování je děláno pozice částečky je popisována v podmínkách vln pravděpodobnosti, které mohou překážet spolu navzájem.
Překvapivě jednoduchý experiment, dvojitý-rozřízl experiment, shrne dualitu: Střílet elektrony (nebo něco jiného vlastně) u obrazovky se dvěma štěrbinami a záznamem jejich pozice dopadu u detektoru za obrazovkou. Vy budete sledovat interferenční obrazec právě jako jeden produkoval difrakce světla nebo voda mávají na dvě štěrbiny. Tento vzor bude dokonce se objevovat jestliže vy zpomalujete zdroj elektronu tak ten jen jeden elektron za sekundu se prořeže. “klasicky mluvit”, každý elektron jeden cestuje přes první nebo přes druhou štěrbinu. Tak my bychom měli být schopní produkovat stejný interferenční obrazec jestliže my jsme provozovali experiment dvakrát jako dlouhá, závěrečná štěrbina počítat jednoho pro první polovinu pak uzavření rozřízl číslo dva pro druhou polovinu. Ale ne: vzor nebude se objevovat. Dále, jestliže my stavíme malé detektory kolem řezů v rozkazu určovat kterou cestu zvláštní elektron bere, pak toto velmi měření zničí interferenční obrazec také.
Vzor je výsledek elektronu wavefunction je diffracted oba štěrbiny a střetávat se s sebou. Wavefunction je komplex cenil funkci prostoru a čas. Čtverec velikosti této funkce popisuje pravděpodobnost nálezu elektron u daného umístění u daného času. Překážení je způsobené skutečností, že čtverec velikosti součtu dva komplexní číslo může být odlišné od sumy čtverců jejich velikostí.
Experiment také objasní zajímavý rys kvantové mechaniky. Až do pozorování je dělán pozice částečky je popisována v podmínkách vln pravděpodobnosti, ale po částečka je sledována, to je popisováno jako určená hodnota. Jak conceptualize proces měření je jeden z velkých nevyřešených problémů kvantové mechaniky. Výklad standardu je Kodaň výklad která vedení k experimentům zajímavé myšlenky takový jako Schrödinger kočka. Další výklad je mnoho-výklad světů.
Vidět také: Kvantová mechanika, Rentgeny, Photoelectric účinek, Difrakce, elektromagnetismus, elektron, Erwin Schrödinger, Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Louis de Broglie, dvojitý-rozřízl experiment