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5分でわかる!粒子の波動性(ド・ブロイの発想)

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5分でわかる!粒子の波動性(ド・ブロイの発想)

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この動画の要点まとめ

ポイント

粒子の波動性(ド・ブロイの発想)

高校物理 原子6 ポイント1 全部 空欄埋める

これでわかる!
ポイントの解説授業

粒子は粒であり、波でもある

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光やX線が 波であるだけでなく、粒子でもある ことをこれまでの授業で確かめてきましたね。今度は逆に、電子などの粒子がもつ波動性に着目します。フランスの物理学者 ド・ブロイ は、 電子のような粒子 は、 粒子であるだけでなく、波でもある と考えました。具体的に、質量m、速さvの電子をイメージしてみましょう。

高校物理 原子6 ポイント1 矢印より左側の図

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この電子のような粒子について、フランスの物理学者ド・ブロイは波の性質も持つのではないかと考えました。光が波であり、粒であるという二重性があるのなら、ド・ブロイは 粒子も同様に二重性がある のではないか、と考えたのです。

2つの運動量の式が等しいと考えた

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粒子が波動性をもつのならば、その波長λはどのように求められるのでしょうか?

高校物理 原子6 ポイント1 図

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波長を考えるうえで、注目したいのは 電子の持つ運動量 です。電子の持つ運動量をPとすると、質量mと速さvを用いて、 P=mv と表すことができます。一方で、光子の運動量は波長を用いて P=h/λ と表せましたね。ド・ブロイはこれらが等しいと考え、粒子の波長を次の式で表したのです。

高校物理 原子6 ポイント1 クマさんのまとめ 空欄埋める

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この式は、後に行われた実験結果と一致し、正しいということが分かりました。ただし、電子のような微粒子のみに成り立つ式です。例えば、野球のボールのように質量のある物体では成立しません。

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

粒子の波動性(ド・ブロイの発想)
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