Chuyên đề Vật lí 12 Cánh diều Bài 3. Lưỡng tính sóng hạt và vùng năng lượng có đáp án

Ánh sáng có tính chất sóng – hạt hay gọi là lưỡng tính sóng hạt.

Ánh sáng sẽ tạo ra trên thành hộp đối diện một vết sáng hình tròn với đường kính D lớn hơn d nếu lỗ tròn O có kích thước lớn.

Nếu ánh sáng chỉ có tính chất hạt thì chùm sáng sẽ không bị loe ra ở thành hộp trong Hình 3.1. 

Bởi vì: nếu chùm sáng bị loe ra thì tức ánh sáng không truyền thằng, khi đó lỗ O đã bị nhiễu xạ ánh sáng, mà hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng chỉ có thể giải thích được khi coi ánh sáng là sóng.

Ánh sáng có tính chất sóng – hạt hay gọi là lưỡng tính sóng hạt.

Electron có tính chất sóng – hạt.

Năm 1924, nhà vật lý người Pháp Louis de Broglie đưa ra một giả thuyết táo bạo, ông tin rằng mọi hạt vi mô đều có dạng sóng. Đây là giả thuyết sóng vật chất nổi tiếng. Với sự hình thành và phát triển của cơ học lượng tử, các nhà vật lý dần phát hiện ra rằng bản chất hạt của các hạt vi mô chỉ là bề ngoài, bản chất của chúng thực chất là sóng. 

Bản chất sóng là đặc tính cơ bản của các hạt vi mô. Vì vậy, làm thế nào để mô tả bản chất sóng của các hạt vi mô đã trở thành vấn đề cốt lõi của cơ học lượng tử. Vì các hạt đều là sóng nên sóng có dạng sóng và dạng sóng sẽ tiếp tục thay đổi theo thời gian. Chúng ta chỉ cần mô tả dạng sóng phát triển như thế nào theo thời gian là có thể nắm bắt được mô hình chuyển động của các hạt cực nhỏ.

a) Electron thể hiện tính sóng: hiện tượng nhiễu xạ electron. Khi các chùm electron đi qua khe hẹp hoặc chướng ngại vật, nó có thể bị nhiễu xạ, tạo ra các vạch sáng và vạch tối trên màn.

b) Electron thể hiện tính hạt: hiện tượng quang điện. Khi chiếu ánh sáng vào miếng kim loại thì nó có thể làm bật electron ra khỏi kim loại.