Brown Gradient Aesthetic Business Tips E-Book (1)

PHYSICR สมบัติ ของ นายภัทธนพล อ่อนกำมา

คำนำ หนังสือเล่มนี้จัดทำเพื่ อประกอบการเรียนรู้วิชาฟิ สิกส์6 และสงเสริมทักษะการเรียนรู้เรื่องสเปกตรัมของแสง และสามารถเป็ นเครื่ องมือเผยแผร่ความรู้สู่คนทั่วไป นายภัทธนพลอ่อนกำมา จัดทำโดย

สารบัญ หน้า เรื่อง 1 ประวัติ เดอ บรอยล์ 2-3 สมบัติของเดอบรอยล์ ตัวอย่าง 4 แบบฝึ กหัด/แนวคิด 5

ประวัติ เดอ บรอยล์ 1 หลุยส์-วิกตอร์-ปี แยร์-แรมง ดุ๊กเดอ เบรย ที่ 7 Louis-Victor-Pierre-Raymond, 7th duc de Broglie เป็ น นักฟิ สิกส์ และนักวิทยาศาสตร์ รางวัลโน เบล ชาวฝรั่งเศส เป็ นสมาชิกคนที่ 16 ที่ได้รับ เลือกตั้งให้ดำรงตำแหน่ง seat 1 ของ บัณฑิต ยสถานฝรั่งเศส เมื่อ ค.ศ. 1944 รวมถึงเป็ น เลขาธิการตลอดชีพของสมาคมวิทยาศาสตร์ แห่งฝรั่งเศส ปี ค.ศ. 1945 เดอ เบรย ได้เ1ป4็ นที่ปรึกษา14ของ French High XX Commission of Atomic Energy จากความพยายามเชื่อมโยง อุตสาหกรรมกับวิทยาศาสตร์เข้าด้วยกัน เขาเป็ นผู้ก่อตั้งศูนย์ กลศาสตร์ประยุกต์ที่ สถาบันอ็องรี ปวงกาเร เป็ นแรงบันดาลใจให้ก่อ ตั้งสถาบันนานาชาติวิทยาการควอนตัมโมเลกุล (International Academy of Quantum Molecular Science) และได้เป็ นสมาชิกชุด แรกๆ ของสถาบันนี้ เดอ เบรย ได้รับ รางวัลคาลิงกา (Kalinga Prize) จากองค์การ ยูเนสโก เมื่อปี ค.ศ. 1952 สำหรับผลงานที่ทำให้ ความรู้ด้านวิทยาศาสตร์เป็ นที่นิยมอย่างกว้างขวาง เขาได้รับเลือก เป็ นสมาชิกต่างชาติใน ราชสมาคมแห่งลอนดอน เมื่อวันที่ 23 เมษายน ค.ศ. 1953 ปี ค.ศ. 1961 เขาได้รับบรรดาศักดิ์อัศวินแห่งแกรนด์ครอส ผลงานทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่สำคัญ ได้แก่ คุณสมบัติทวิภาคของคลื่นและอนุภาค (Matter and wave-particle duality) Non-nullity and variability of mass ทฤษฎีนิวตริโนของแสง

สมบัติของเดอ บรอยล์ 2 ในปี พ.ศ. 2467 เดอ เบรย ได้เสนอสมมติฐานปฏิวัติ แนวคิดเดิมเกี่ยวกับอนุภาคในทำนองว่า ในเมื่อแสงซึ่ง ประพฤติตัวเป็ นคลื่น สามารถแสดงสมบัติของอนุภาค ได้ สิ่งที่เป็ นอนุภาค เช่น อิเล็กตรอนก็น่าจะแสดง สมบัติของคลื่นได้ เช่น ตามสมมติฐานของเดอบรอ ยล์ อนุภาคที่ประพฤติตัวเป็ นคลื่นจะมีความยาวคลื่น (λ) ซึ่งเรียกว่า ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ ซึ่งมีค่าขึ้น กับโมเมนตัม (p) ของอนุภาคตามสมการ λ h p ในปี พ.ศ. 2470 คลินตัน โจเซฟ และ ฮัลเบิร์ต เจอร์เม อร์ ได้ทำการทดลองพบว่า อิเล็กตรอนสามารถเลี้ยว เบนผ่านผลึกนิกเกิลได้และปรากฎลวดลายการแทรก สอดในลักษณะสอดในลักษณะคล้ายกับลวดลายการ แทรกสอดของคลื่นแสง ก. ลวดลายจากการเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน ข. ลวดลายจากการเลี้ยวเบนของแสง

3 สมมติฐานชองพลังค์กอปรกับแนวคิดชองไอน์สไตน์และเดอ บรอยล์ ทำให้สรุปว่าคลื่นสามารถประพฤติตัวเป็ นอนุภาคได้ใน ทำนองกลับกัน อนุภาคก็สามารถประพฤติตัวเป็ นคลื่นเช่นกัน โโยคลื่นที่มีความถี่ f (หรือ ความยาวคลื่น λ) จะมีพลังงาน E = hf ส่วนอนุภาคที่มีโเมนตัม p จะมี ความยาวคลื่น สมบัติดัง กล่าวนี้ เรียกว่า ทวิภาคของคลื่นและอนุภาค

ตัวอย่าง 4 อิเล็กตรอน มวล 9.11 x 10^-31 kg ที่เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 1.00 x 10^7 m/s จะมีความยาวคลื่นเดอบรอยล์เท่าใด p = mv = (9.11 x 10^-31 kg)(1.00 x 10^7 m/s) = 9.11 x 10^-24 kg m/s แทนค่า p ในสมการ λ=h p = (6.626 x 10^-34 J s) (9.11 x 10^-24) = 7.273 x 10^-11 kg m/s ความยาวคลื่นเดอบรอยล์เท่ากับ 7.273 x 10^-11 m ยิงก้อนหินมวล 200 g ด้วยอัตรา 30.0 m/s ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ ของก้อนเท่าใด p = mv = (0.200 kg)(30.0 m/s) = 6.00 kg m/s แทนค่า p ในสมการ λ=h p = (6.626 x 10^-34 J s) (6.00 kg m/s) = 1.104 x 10^-34 m ความยาวคลื่นเดอบรอยล์เท่ากับ 1.10 x 10^-34 m

แบบฝึ กหัด 5 จงเปรียบเทียบความยาวคลื่นเดอบรอยล์ระหว่างอิเล็กตรอน (mp = 9.11 x 10^-31 kg) และโปรตรอน (m p= 1.67 x 10^-27 kg) ในกรณีต่อไปนี้ ก. อัตราเร็ซเท่ากัน ข. โมเมนตัมเท่ากัน ค. พลังงานจลน์เท่ากัน แนวคิด ก. เมื่ออนุภาคทั้งสองมีอัตราเร็ซเท่ากันแต่อิเล็กตรอนมีมวล น้ อยกว่าดังนั้นอิเล็กตรอนจะมีโมเมนตัมน้ อยกว่าโปรตอนจากสมการ λ = h จะได้ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ชองอิเล็กตรอนมีค่ามากกว่า p ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของโปรตรอน ข. เมื่ออนุภาคทั้งสองมีโฒเมนตัมเท่ากับ จากสมการ λ = h จะได้ p ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของอิเล็กตรอนมีค่าเท่ากับความยาวคลื่นเด อบรอยล์ของโปรตรอน ค. เมื่ออนุภาคทั้งสองมีพลีงงานจลน์เท่ากับ E = 1 mv^2 และ p = mv จะได้ E = 1 mv^2 = 1 p^2 แสดงว่าอิเล็กตรอนซึ่งมีมวล 2 2m น้ อกว่า จะมีโมเมนตัมน้ อยกว่าโปรตรอน จากสมการ λ = h จะได้ p ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของอิเล็กตรอนมีค่ามากกว่าความยาวคลื่นเด อบรอยล์ของโปรตรอน