المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
تعويد الأولاد على المستحبات وأثره
2024-11-06
استحباب الدعاء في طلب الولد بالمأثُورِ
2024-11-06
المباشرة
2024-11-06
استخرج أفضل ما لدى القناص
2024-11-06
الروايات الفقهيّة من كتاب علي (عليه السلام) / الطلاق.
2024-11-06
الروايات الفقهيّة من كتاب علي (عليه السلام) / النكاح.
2024-11-06

أولاد الرضا (عليه السلام)
15-10-2015
التعريف بالاثر المستقبلي للقرار المضاد
8-6-2016
Bifidigenic Factors
12-7-2017
المعالـم الأساسيـة لمستقبـل الإدارة العـامـة
12-11-2021
التوحيد الموسوي والتوهم الإسرائيلي المشوب بالشرك
2023-05-11
القرآن وأهميته
21-09-2015

Wave-Particle Duality  
  
1501   10:15 صباحاً   date: 13-5-2017
Author : Donald A. Neamen
Book or Source : Semiconductor Physics and Devices
Page and Part : p 26


Read More
Date: 28-3-2021 2002
Date: 9-3-2016 1315
Date: 28-3-2021 1926

Wave-Particle Duality

We have seen in the last section that light waves, in the photoelectric effect, behave as if they are particles. The particle-like behavior of electromagnetic waves was also instrumental in the explanation of the Compton effect. In this experiment, an x-ray beam was incident on a solid. A portion of the x-ray beam was deflected and the frequency of the deflected wave had shifted compared to the incident wave. The observed change in frequency and the deflected angle corresponded exactly to the expected results of a "billiard ball" collision between an x-ray quanta, or photon, and an electron in which both energy and momentum are conserved.

In 1924. de Broglie postulated the existence of matter waves. He suggested that since waves exhibit particle-like behavior, then panicles should be expected to show wave-like properties. The hypothesis of de Broglie was the existence of a

wave-particle duality principle. The momentum of a photon is given by

(1)

where λ is the wavelength of the light wave Then, de Broglie hypothesized that the wavelength of a particle can be expressed as

(2)

where p is the momentum of the particle and A is known as the de Broglie wavelength of the matter wave.

The wave nature of electrons has been tested in several ways. In one experiment by Davisson and Germer in 1927, electrons from a heated filament were accelerated at normal incidence onto a single crystal of nickel. A detector measured the scattered electrons as a function of angle. Figure 1.1 shows the experimental setup and Figure 1.2 shows the results. The existence of a peak in the density of scattered electrons can be explained as a constructive interference of waves scattered by the periodic atoms in the planes of the nickel crystal. The angular distribution is very similar to an interference pattern produced by light diffracted from a grating.

In order to gain some appreciation of the frequencies and wavelengths involved in the wave-particle duality principle. Figure 1.3 shows the electromagnetic frequency spectrum. We see that a wavelength of 72.7 A obtained in the next example is in the ultraviolet range. Typically, we will be considering wavelengths in the

Figure 1.1 Experimental arrangement of the Davisson-Germer experiment.

Figure 1.2 Scattered electron flux as a function of scattering angle for the Davisson-Germer experiment.

Figure 1.3 The electromagnetic frequency spectrum.

ultraviolet and visible range. These wavelengths are very short compared to the usual radio spectrum range.

In some cases electromagnetic waves behave as if they are particles (photons) and sometimes particles behave as if they are waves. This wave-particle duality principle of quantum mechanics applies primarily to small particles such as electrons, but it has also been shown to apply to protons and neutrons. For very large particles, we can show that the relevant equations reduce to those of classical mechanics. The wave-particle duality principle is the basis on which we will use wave theory to describe the motion and behavior of electrons in a crystal.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.