Vlnově-korpuskulární dualismus

Článek byl doporučen ke studiu

×

Tento článek doporučil ke studiu pedagog lékařské fakulty:

-- Kychot (Petr Heřman, 2. LF UK)

Zjednodušili jsme význam „zelené fajfky“! Více se dozvíte v tomto článku.

Korpuskulárně vlnový dualismus vyjadřuje dvojí charakter částic, které v závislosti na podmínkách mohou mít jak částicovou (např. hybnost p, energie E, hmotnost m), tak vlnovou povahu (difrakce, polarizace, interference). Tyto vlastnosti byly prvně pozorovány u elektromagnetického záření, na které se na základě této teorie dá nahlížet jako na proud fotonů (částic), tak jako na vlnění. Následně byl tento předpoklad potvrzen a rozšířen na všechny částice hmoty.

Historický kontext

Roku 1899 německý fyzik Max Planck prezentoval svůj objev o vyzářené energii zářícím tělesem, která je ve všech případech celistvým násobkem kvanta energie. Tuto energii popisuje vztah:

    E = hf

kde h je Planckova konstanta, h= 6,626075*10-34 J*s. Na základě Plackovy kvantové teorie záření přišel Albert Einstein roku 1905 s teorií fotoelektrického jevu. Vypozoroval, že ozařované elektrony pohlcují vždy násobky kvanta energie a poté emitují z látky (kovu). Díky tomuto objevu se začalo elektromagnetické záření vnímat nejen jako vlnění, ale i jako proud jednotlivých kvant energie – fotonů. Toto dalo základ teorii korpuskulárně vlnového dualismu. Tuto myšlenku rozvinul roku 1924 francouzský fyzik Louis de Broglie, který vyslovil názor, že duální charakter nemusí mít pouze elektromagnetické záření, ale i částice hmoty (např. elektrony). Tedy u každé částice jsme schopni vypočítat její vlnovou délku pomocí vztahu:

    λ = h/p = h/mv

Toto vlnění je označováno jako de Broglieova vlna. Z čehož vyplývá, že nemůžeme s jistotou stanovit místo výskytu částice, nýbrž pouze jeho pravděpodobnost.

Současný kvantově mechanický model atomu vznikl kombinací de Broglieových vln, Schrödingerovy rovnice a Heisenbergovy relace neurčitosti.

Comptonův jev

Comptonův jev je důkazem korpuskulárně vlnového dualismu. Jedná se o fyzikální děj, při kterém dochází ke srážce elektromagnetického záření s částicí. Tato kolize vede ke změně vlnové délky (zvětšení) záření způsobené předáním energie částici. V případě, že by záření mělo pouze vlnový charakter, k tomuto jevu by vůbec nemohlo dojít. Když ovšem budeme světlo vnímat jako proud fotonů, můžeme si jevy vysvětlit jako srážku dvou částic.

Použitá literatura

E. Svoboda a kolektiv - Přehled středoškolské fyziky, Nakladatelství Prometheus, ISBN 978-80-7196-307-3 D. Halliday, R. Resnick, J. Walker - Fyzika, Nakladatelství VUTIUM, ISBN 80-214-1869-9 a Prometheus, ISBN 81-7196-214-7