Tài liệu Chương 9: Cơ sở của cơ học lượng tử vật lý nguyên tử và hạt nhân - Môn: Vật lý đại cương

113

Chương 9

CƠ SỞ CỦA CƠ HỌC LƯỢNG TỬ

VẬT LÝ NGUYÊN TỬ VÀ HẠT NHÂN

§9.1. LƯỠNG TÍNH SÓNG-HẠT CỦA VI HẠT

9.1.1. Lưỡng tính sóng - hạt của ánh sáng

Việc nghiên cứu các hiện tượng quang học ñã ñi ñến kết luận ánh sáng vừa có tính

chất sóng vừa có tính chất hạt.

ðể ñặc trưng cho sóng ánh sáng ta dùng tần số ν hay bước sóng λ nhưng ñể thuận tiện

người ta còn dùng tần số góc ω = 2πν và số sóng k =

λ

2π

hay véc tơ số sóng k

r

=

λ

2πn

, (n

là véc tơ ñơn vị chỉ hướng truyền sóng).

ðể ñặc trưng cho tính chất hạt của ánh sáng (phôton) người ta dùng năng lượng W và

ñộng lượng P

r

. Giữa các ñại lượng ñặc trưng cho sóng và hạt có các hệ thức:

P =

λ

h

hay P k

r

h

r

=

và W = hω (9.1)

Với h =

2π

h

= 1,05.10 –34 Js

Như vậy, một phôton có năng lượng W, ñộng lượng P

r

xác ñịnh tương ứng với một

sóng ánh sáng ñơn sắc có tần số góc ω và số sóng k

r

xác ñịnh.

9.1.2. Lưỡng tính sóng - hạt của vi hạt. Sóng De Broglie

Từ lưỡng tính sóng - hạt của phôton, De Broglie ñã khái quát hoá cho electron và các

hạt vi mô (vi hạt) khác và ñưa ra giả thuyết sau :

Mỗi vi hạt chuyển ñộng tự do có năng lượng W và ñộng lượng P

r

xác ñịnh, tương ứng

với một sóng phẳng ñơn sắc có tần số góc ω và véc tơ số sóng k

r

xác ñịnh. Giữa các ñại

lượng ñặc trưng cho vi hạt (W, P

r

) và ñại lượng ñặc trưng cho sóng tương ứng (ω, k

r

) cũng có

các hệ thức:

W = hω

Vuihoc24h.vn