ド・ブロイ波

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ド・ブロイ波(ド・ブロイは、de Broglie wave)は、1924年ルイ・ド・ブロイが提唱した粒子性と波動性を結びつける考え方。ド・ブローイ波物質波ともいう

質量m の粒子が速さv運動量 mv = p = \hbar k  \hbar = h/2 \pi hプランク定数k波数)で運動する場合、以下の式で示される波長λ に相当する波であると見なせる。この波長λ をド・ブロイ波長という。

 \lambda = {h \over mv} = {h \over p} = {2 \pi \over k}

この式から、ボーア量子条件の式

 mvr = {nh \over 2 \pi} (n = 1, 2, 3, ...)

が導かれる。

100V程度の電圧で加速した時の電子のド・ブロイ波長は、約1ÅでX線波長に近く、電子線結晶に当てて干渉縞などを観測することによってド・ブロイ波の存在は確認される。1927年ニッケル単結晶クリントン・デイヴィソンらが、同じ年ジョージ・パジェット・トムソン金属多結晶による 電子線の回折干渉現象を見つけた。また1928年には日本の菊池正士雲母の薄膜による電子線の干渉現象を観察している。

波としての性質が実際に観測されるのは、電子線のような極めて微視的な状況下であり、通常の日常生活(巨視的な状況)でこれが問題となることは、ごく例外的な状況(例:超流動)を除いて無い。

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