Kalkulator Panjang Gelombang De Broglie

Kategori: Fizik
- 29 November 2025
| |

Hitung panjang gelombang de Broglie bagi zarah, yang mewakili sifat gelombang bahan seperti yang diterangkan oleh mekanik kuantum.

Pilih Parameter Input

Zarah Biasa

Masukkan Jisim dan Halaju

Pilihan Lanjutan

J⋅s

About Panjang Gelombang De Broglie

Pada tahun 1924, Louis de Broglie mencadangkan bahawa semua bahan menunjukkan sifat gelombang, sama seperti cahaya. Idea revolusioner ini membentuk salah satu konsep utama mekanik kuantum.

Formula Utama
  • Panjang Gelombang De Broglie: λ = h/p
  • Dari jisim dan halaju: λ = h/(mv)
  • Dari tenaga kinetik (non-relativistik): λ = h/√(2mE)
  • Dari tenaga kinetik (relativistik): λ = hc/√(E²-(mc²)²)
Kepentingan dalam Mekanik Kuantum

Panjang gelombang de Broglie adalah penting untuk memahami:

  • Dualiti Gelombang-Zarah: Menjelaskan bagaimana bahan boleh menunjukkan sifat zarah dan gelombang
  • Difraksi Elektron: Elektron boleh mengalami difraksi seperti gelombang apabila melalui struktur kristal
  • Orbital Atom: Gelombang berdiri elektron di sekitar nukleus
  • Prinsip Ketidakpastian: Berkaitan dengan had asas pengukuran kedudukan dan momentum secara serentak
  • Tunneling Kuantum: Zarah boleh menembusi halangan tenaga yang dilarang oleh fizik klasik
Pengesahan Eksperimen

Sifat gelombang bahan telah disahkan secara eksperimen oleh:

  • Eksperimen Davisson-Germer (1927): Menunjukkan difraksi elektron melalui kristal nikel
  • Eksperimen G.P. Thomson: Menunjukkan difraksi elektron melalui foil logam nipis
  • Aplikasi Moden: Mikroskop elektron, difraksi neutron, dan interferometri atom
Kesan Gelombang yang Dapat Dilihat Mengikut Skala
  • Zarah Subatom: Kesan gelombang yang kuat (elektron, neutron, proton)
  • Atom dan Molekul: Kesan gelombang yang dapat dikesan di bawah keadaan tertentu
  • Objek Makroskopik: Panjang gelombang terlalu kecil untuk diperhatikan (10⁻³⁵ m atau lebih kecil)
Aplikasi
  • Mikroskop Elektron: Menggunakan gelombang elektron untuk mencipta imej dengan resolusi yang jauh lebih tinggi daripada mikroskop optik
  • Difraksi Neutron: Mengkaji struktur kristal dan bahan magnetik
  • Mikroskopi Tunneling Pengimbasan: Memvisualisasikan permukaan pada tahap atom
  • Pengkomputeran Kuantum: Menggunakan sifat gelombang untuk pemprosesan maklumat

Apa Itu Kalkulator Panjang Gelombang De Broglie?

Kalkulator Panjang Gelombang De Broglie adalah alat fizik yang membantu anda menentukan tingkah laku seperti gelombang bagi bahan, satu idea utama dalam mekanik kuantum. Menurut prinsip ini, setiap zarah yang bergerak mempunyai panjang gelombang yang berkaitan dengannya—ini dipanggil panjang gelombang de Broglie. Kalkulator ini menggunakan formula fizik yang telah terbukti untuk menunjukkan bahawa sifat gelombang tidak terhad kepada cahaya sahaja, tetapi juga terdapat dalam zarah, terutamanya pada skala kecil seperti elektron atau proton.

Formula Utama:
λ = h / p

Di mana:

  • λ = panjang gelombang de Broglie
  • h = pemalar Planck (6.626×10⁻³⁴ J·s)
  • p = momentum zarah

Kenapa Menggunakan Kalkulator Ini?

Memahami panjang gelombang de Broglie adalah penting untuk mengkaji bagaimana zarah seperti elektron atau atom berkelakuan di bawah keadaan tertentu. Kalkulator ini boleh menjadi sangat berguna jika anda:

  • Belajar tentang dualisme gelombang-zarah
  • Meneroka fizik kuantum atau tingkah laku zarah
  • Membandingkan panjang gelombang zarah pada tenaga atau jisim yang berbeza
  • Mencari untuk mensimulasikan senario kuantum atau menganalisis gerakan mikroskopik

Alat ini juga menawarkan output visual yang unik bagi panjang gelombang, membantu pengguna melihat apa yang diwakili oleh nombor-nombor abstrak ini. Ia adalah teman yang berguna kepada alat lain seperti penyelesai kelajuan gerakan atau alat formula tenaga kinetik untuk kajian fizik yang lebih luas.

Bagaimana Menggunakan Kalkulator

Anda boleh mengira panjang gelombang de Broglie menggunakan tiga kaedah input yang berbeza:

  1. Jisim dan Kelajuan: Berikan jisim dan kelajuan zarah.
  2. Momentum: Masukkan jumlah momentum zarah.
  3. Tenaga Kinetik: Masukkan tenaga dan jisim zarah, dengan pilihan untuk memasukkan kesan relativistik untuk zarah berkelajuan tinggi.

Untuk memulakan:

  • Pilih kaedah input anda menggunakan butang radio.
  • Pilih zarah biasa atau masukkan nilai tersuai.
  • Pilih unit yang sesuai dengan keperluan anda (kg, eV, m/s, dll.).
  • Klik Hitung untuk melihat panjang gelombang, frekuensi, dan perbandingan skala.

Ciri-Ciri Yang Anda Akan Temui Berguna

  • Pemilih Zarah: Isi cepat medan menggunakan zarah biasa seperti elektron, proton, atau bahkan bola besbol.
  • Penukaran Unit: Pengendalian automatik bagi unit jisim, tenaga, dan kelajuan yang berbeza.
  • Visualisasi Panjang Gelombang: Lihat bagaimana panjang gelombang yang dikira mungkin muncul sebagai gelombang.
  • Penerangan Langkah demi Langkah: Perincian terperinci bagi setiap langkah supaya anda boleh mengikuti logik.
  • Opsyen Lanjutan: Laraskan pemalar Planck dan format output (desimal atau saintifik).

Contoh Kes Penggunaan

Berikut adalah beberapa senario di mana kalkulator ini sangat berguna:

  • Memahami bagaimana elektron berkelakuan dalam atom
  • Mengkaji bagaimana pancaran zarah berinteraksi dengan bahan
  • Membandingkan panjang gelombang objek makroskopik dan mikroskopik
  • Mengajar atau belajar prinsip mekanik kuantum di dalam kelas atau makmal

Soalan Lazim (FAQ)

Apa itu panjang gelombang de Broglie?

Ia adalah panjang gelombang yang berkaitan dengan mana-mana zarah yang bergerak, menunjukkan bagaimana bahan berkelakuan seperti gelombang pada skala kecil.

Adakah objek besar seperti bola besbol boleh mempunyai panjang gelombang de Broglie?

Ya, tetapi panjang gelombangnya sangat kecil—jauh melebihi apa yang kita boleh kesan. Kalkulator masih mengira untuk perbandingan.

Unit apa yang patut saya gunakan untuk jisim atau tenaga?

Anda boleh menggunakan kg, gram, unit jisim atom (u), atau eV/c². Kalkulator menukar semuanya secara dalaman untuk anda.

Apa faedah memasukkan kesan relativistik?

Apabila zarah bergerak hampir dengan kelajuan cahaya, formula klasik menjadi tidak tepat. Pilihan relativistik memberikan hasil yang lebih tepat dalam kes-kes tersebut.

Bagaimana ini dibandingkan dengan alat seperti penyelesai kelajuan gerakan?

Sementara penyelesai kelajuan gerakan memberi tumpuan kepada kelajuan dan arah, kalkulator ini menunjukkan bagaimana gerakan itu diterjemahkan ke dalam tingkah laku gelombang—berguna untuk analisis kuantum atau mikroskopik.

Pemikiran Akhir

Kalkulator Panjang Gelombang De Broglie membawa konsep asas fizik kuantum ke dalam format yang mudah digunakan. Sama ada anda seorang pelajar, guru, atau hanya ingin tahu tentang dualisme gelombang-zarah, kalkulator ini membantu menjadikan idea abstrak lebih nyata. Cuba pelbagai zarah, ubah nombor, dan lihat bagaimana bahan berkelakuan seperti gelombang.