德布罗意关係

德布罗意关係

路易·德布罗意创立的方程,表达式为

p=ħk=h/λ

E=ħw=hv'

简介

本段落描述的推导是诸多合法的推导的其中一种,它以着名的质能方程和普朗克方程为基础,进行替换和变形得到结果

方程推导

首先,引入爱因斯坦着名的质能方程:

  • E=能量

  • m=质量

  • c=真空光速

  • E=mc^2

然后,引入普朗克公式:

  • E=能量

  • h=普朗克常数=6.62607 x 10-34 J s

  • v'=频率

  • E=ħv'

德布罗意相信粒子与波具有相同的特性(即在物质世界的量化描述中二者可以被视作是同一的),故他假设二者的效能是等同的:

  • mc^2=hv'

由于实际粒子并非以真空光速运动,故德布罗意用群速度v(velocity)乘相速度u代替c(light)的平方,得到

  • mvu=hv'

通过等式λ, 德布罗意用相速度除以波长(u/λ)代替频率v',于是得到了波长与粒子速度的关係式:

  • mvu=hu/λ

于是有:

  • λ=hu/mvu=h/mv=h/p

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