德布羅意關係

德布羅意關係

路易·德布羅意創立的方程,表達式為

p=ħk=h/λ

E=ħw=hv'

簡介,方程推導,

簡介

本段落描述的推導是諸多合法的推導的其中一種,它以著名的質能方程和普朗克方程為基礎,進行替換和變形得到結果

方程推導

首先,引入愛因斯坦著名的質能方程:
  • E=能量
  • m=質量
  • c=真空光速
  • E=mc^2
然後,引入普朗克公式:
  • E=能量
  • h=普朗克常數=6.62607 x 10-34 J s
  • v'=頻率
  • E=ħv'
德布羅意相信粒子與波具有相同的特性(即在物質世界的量化描述中二者可以被視作是同一的),故他假設二者的效能是等同的:
  • mc^2=hv'
由於實際粒子並非以真空光速運動,故德布羅意用群速度v(velocity)乘相速度u代替c(light)的平方,得到
  • mvu=hv'
通過等式λ, 德布羅意用相速度除以波長(u/λ)代替頻率v',於是得到了波長與粒子速度的關係式:
  • mvu=hu/λ
於是有:
  • λ=hu/mvu=h/mv=h/p

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