Dualizm korpuskularno-falowy.html

Dualizm korpuskularno-falowy - cecha wielu obiektów fizycznych (np: światła czy elektronów) polegająca na tym, że w pewnych sytuacjach zachowują się one, jakby były cząstkami (korpuskułami), a w innych sytuacjach, jakby były falami.

Wg mechaniki kwantowej właściwie całą materię charakteryzuje ten dualizm. Każdej cząstce, a nawet każdemu obiektowi makroskopowemu można przypisać charakterystyczną dla niego funkcję falową, wynikającą z probabilistycznej natury materii. Z drugiej strony każde oddziaływanie falowe można opisać w kategoriach cząstek.

Dualizm korpuskularno-falowy jest ściśle związany z falami de Broglie'a. Równanie:

$p={h\over\lambda}$

łączy wielkości falowe (długość fali λ) z korpuskularnymi (pęd p)

Dualizm korpuskularno-falowy jest w sformalizowanym języku mechaniki kwantowej opisany równaniem Schrödingera:

$H \psi (\vec{x},t) = i \hbar {\partial\over\partial t} \psi (\vec{x},t)$

gdzie i to jednostka urojona, $\hbar$ to stała Plancka podzielona przez 2π, H to operator różniczkowy - hamiltonian opisujący całkowitą energię analizowanej cząstki, zaś $\psi (\vec{x},t)=\psi_R (\vec{x},t)+i \psi_I (\vec{x},t)$ to funkcja falowa przypisana do analizowanej cząstki (funkcje falowe są funkcjami zespolonymi).

Otrzymana w wyniku rozwiązania tego równania funkcja falowa, a dokładniej kwadrat modułu funkcji falowej $|\psi|^2 = (\psi_R (\vec{x},t))^2+(\psi_I (\vec{x},t))^2$ opisuje prawdopodobieństwo wystąpienia danej cząstki w określonym miejscu $(\vec{x},t)$ przestrzeni w objętości $d 3 x$ . Prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w całej przestrzeni jest równe 1 (jesteśmy pewni, że gdzieś jest). Stąd

$\int d^3x |\psi|^2 =1$

Funkcje te dla elektronów znajdujących się w otoczeniu jąder atomów są nazywane orbitalami.

edytuj Zobacz też

zjawisko Comptona - najbardziej znany dowód na dualną naturę światła