物質波？

物質波？

ナナ さんの書込 (2007/04/22(Sun) 02:55)

物質が波って言うのも意味不明ですけど \lambda=\frac{h}{p} っていうのがもっと不明です．どこから出てきた式なのでしょうか？

Re: 物質波？

zoro さんのレス (2007/04/22(Sun) 12:46)

ナナさん，初めまして．

昨年から解説に参加するようになって，高校でどのような物理の教育がされているか疑問に思い，昨日，物理の教科書を手に入れました．どうやら「物理 II」での「原子と原子核」といった所に「物質波」，「ド・ブロイ波」などがあり，驚いています．

こんなに中途半端な事を教えても意味が無いと思いますし，一度，教科書に書いてしまえば入学試験での出題対象になり，ほとんど暗記ものの対象になるだけだと感じました．

物理IIでは，やはりオーソドックスに； ・力と運動 ・電気と磁気 ・分子と原子 ・課題研究 をしっかりやって欲しいですね．

とすると，物理Iがとても中途半端な構成になっていますね．

さて，購入した物理II(実教出版)に従って考えてみます．

ややインチキかも知れませんが，雰囲気が判ればと思います．

〜〜〜

「光の粒子性」で，光の粒子，光子のエネルギーと振動数の関係；

E=h\nu. \tag{1}

光が波動と考えている時は，その波長は，光速cと周期や振動数により；

\lambda = cT = \frac{c}{\nu}. \tag{2}

で，教科書には書いてありませんが，光子の運動量pは；

p=E/c, \tag{3}

で与えられます．

これらの式から，

\lambda &= \frac{c}{E/h}\\&= \frac{h}{E/c}\\&= \frac{h}{p}, \tag{4}

となります．

他方，物質として電子を考えると，その運動量P

P=m_e v, \tag{5}

ですね．そこで，式(4)の「p」→「P」と大胆に置き換えして，電子のもつ波動の波長ではないかとド・ブロイさんが推測されたのでしょうね．

式(3)については，大学の電磁気学で証明されますから，しばしお待ち下さい．

Re: 物質波？

ナナ さんのレス (2007/04/22(Sun) 13:23)

もう高校は卒業しちゃってます…

p=E/cってどこから来る式ですか？

Re: 物質波？

zoro さんのレス (2007/04/22(Sun) 14:00)

＞もう高校は卒業しちゃってます…

失礼しました．

＞p=E/cってどこから来る式ですか？

簡単に説明できないのです．下記のサイトを参考に，検索するか，

＃2 光子一個当たりの角運動量と運動量

電磁気学の教科書で真空を進行する電磁波の解説をご覧下さい．それらの中で，判らない点をお書きになれば，解説を戴けると思います．

Re: 物質波？

ナナ さんのレス (2007/04/23(Mon) 21:56)

難しいですね じっくり読んで勉強します

Re: 物質波？

zoro さんのレス (2007/04/23(Mon) 23:59)

＞じっくり読んで勉強します

私も，昔ははっきり理解できたと思っていたのですが，もう少し明快に説明できるように，勉強を始める事にしました(笑)．電磁気から量子電磁気の間を，しっかり埋めて視たいものです．