Difracción de ondas de materia

Question

Teniendo en cuenta la longitud De onda De De Broglie de partículas, descubrimos que la materia puede difractan si pasa a través de las aberturas con sí mismo. Esto plantea una serie de preguntas, a saber

• Puede importar las ondas interfieren con la luz? Para esto, estoy bastante seguro de que no, de la misma forma en que la luz no se difractan con las ondas sonoras, ya que operan con diferentes mecanismos.

• Puede importar las ondas de diferentes tipos de interferir el uno con el otro? Por ejemplo, puede que un haz de electrones y un haz de protones de visualización de ondas como las propiedades combinadas? No estoy seguro de cómo las diferencias pueden existir entre la materia ondas de electrones y protones, pero creo que debe haber alguna diferencia fundamental entre ellos.

Answer 1

Los protones y los electrones de ambos obedecen a la hipótesis de de Broglie: longitud de onda = constante de Planck / impulso. Pero los protones no actúan dentro del átomo, el mismo que los electrones - se mueven en un apretado radio a una velocidad más alta. Ellos tienen que ser acelerado para revelar su naturaleza de onda, y como el impulso de un protón sería mucho mayor que la de un electrón en el típico aceleración de energías, el protón de la longitud de onda sería mucho más pequeño que un electrón.

Un protón masa es de 1.672 * 10^-27 kg, o 938.273 MeV. Un electrón de masa es 9.109 * 10^-31 kg, o de 0.511 MeV. Debido a sus diferentes masas, que tendría que ser acelerado a velocidades diferentes para alcanzar la misma longitud de onda. Si fuera posible combinar dos de diferente manera acelerada las vigas, las diferencias de fase entre ellos tendría que ser mantenido constantes durante el período de observación, para un reconocible patrón de interferencia a aparecer.

Si no fuera posible combinar vigas de diferentes aceleración, entonces longitudes de onda diferentes requieren diferentes de la anchura de la rendija para reconocible patrones de interferencia, por lo que no puede ser posible que una rendija para revelar la interferencia de dos protones y electrones. También, como la longitud de onda de una partícula tiende hacia cero, actúa más en un modo clásico, y la naturaleza de la onda de los protones, con longitudes de onda cortas, puede no ser muy evidente. Es poco probable que un haz de protones que podrían interferir con un haz de electrones.

Una consideración adicional es que los protones y los electrones tienen carga opuesta, de manera que éstos tienden a chocar y se combinan, en lugar de pasar a través de una rendija como independiente de las partículas.

La longitud de onda de la luz (10^-9) es órdenes de magnitud más largo que la longitud de onda de un protón (10^-15) típicos de la aceleración de energías. No veo cómo sería posible que el asunto de onda de un protón para interferir con las ondas de luz.

Answer 2

Puede importar las ondas interfieren con la luz?

Las interacciones luz - materia son posibles, a saber, la luz de los átomos de las interacciones cuando se utiliza luz láser para el átomo de difracción: Átomo de Interferometría

Para esto, estoy bastante seguro de que no, de la misma forma en que la luz no se difractan con las ondas sonoras, ya que operan con diferentes mecanismos.

La luz no se difractan con el sonido y es por eso Acústico-Óptico Moduladores de existir.

Puede importar las ondas de diferentes tipos de interferir el uno con el otro?

Si ellos pueden ser encontrados en sistemas como el átomo (electrones, protones, etc), deben ser algunos de los mecanismos de interferencia.

Answer 3

Una especie de tonto respuesta, pero un montón de protones, electrones y neutrones se unen juntos (es decir, un átomo o molécula) puede, sin duda, se difractan a través de una doble rendija. Esto ha sido llevado a extremos ridículos en los últimos años: el testimonio de la doble rendija de difracción de C₂₈₄H₁₉₀F₃₂₀N₄S₁₂, una molécula con 810 átomos y más de 5000 electrones.

Pero si estás pensando en un experimento en el que, por ejemplo, el brillo de un haz de electrones a través de una rendija y un haz de protones a través de otra rendija, a continuación de las dos vigas que no interfieran el uno con el otro. En el nivel de QFT, un electrón es en realidad una excitación de la "electrónica de campo" (un spinor campo); y, si hacemos caso de la subestructura de los protones, se puede definir un "campo de protón" de la misma manera. Estos dos campos son cosas diferentes, así como el "fotón campo" $A^\mu$ es distinta de la cuestión de los campos; y tanto tiempo como podemos descuidar la interacción de estos campos, nos pondremos insignificante interferencias entre ellos.