Калькулятор длины волны де Бройля

Длина волны частицы по её массе и скорости.

Исходные данные

Калькулятор длины волны де Бройля

2 поля

Заполните поля — результат появится здесь автоматически.

Длина волны де Бройля получается из импульса частицы: λ=h/p. Здесь используется нерелятивистское приближение p=mv, масса вводится в единицах 10⁻²⁷ кг, скорость — в км/с. Результат содержит длину волны, импульс, кинетическую энергию и долю скорости света β. При приближении скорости к c нужен релятивистский импульс; эта страница его не вычисляет.

Категория
Физика
FAQ
5 вопросов
Методика
описана ниже

Как считается

Формула и логика

λ = h/p, где h = 6,62607015·10⁻³⁴ Дж·с. Введённая масса умножается на 10⁻²⁷ кг, скорость — на 1000 м/с; p=mv; Eₖ=mv²/2; β=v/c. Все результаты относятся к нерелятивистскому приближению.

Пример

Электрон при 1000 км/с имеет длину волны 7,27·10⁻¹⁰ метра — меньше нанометра.

Поля и единицы

  • Масса частицы — ×10⁻²⁷ кг
  • Скорость — км/с

Как пользоваться

  • — Масса электрона 9,1093837·10⁻³¹ кг соответствует значению 0,00091093837 в поле. Не вводите килограммы без пересчёта. Скорость должна быть положительной и меньше 299792,458 км/с; допустимое поле ещё не означает точность нерелятивистского приближения.

Методика и ограничения

Методика расчёта
Формула и логика
Ограничение
Все результаты относятся к нерелятивистскому приближению. Скорость должна быть положительной и меньше 299792,458 км/с; допустимое поле ещё не означает точность нерелятивистского приближения.

FAQ

Почему у мяча нет заметной волны?

Для мяча 150 г со скоростью 30 м/с p=4,5 кг·м/с и λ≈1,472·10⁻³⁴ м. Это примерно на 19 порядков меньше масштаба 10⁻¹⁵ м; сравнение зависит от выбранного размера ядра.

Зачем масса в единицах 10⁻²⁷ кг?

Так маленькую массу удобно вводить обычной десятичной записью. Поле задаёт множитель при 10⁻²⁷ кг: единица означает 10⁻²⁷ кг. Это соглашение об единицах, а не новая физическая масса.

Что длина волны говорит о микроскопе?

Малая длина волны делает возможной высокую разрешающую способность, но фактический результат микроскопа также зависит от линз, аберраций и образца. Одна λ не предсказывает разрешение прибора.

Работает ли формула при околосветовых скоростях?

Нет: нужно p=γmv. Для той же массы и скорости релятивистская λ короче нерелятивистской в γ раз. Значение β показывается, но такой режим здесь не реализован.

Что показывает доля скорости света вместо частоты?

β=v/c помогает оценить применимость p=mv. Частота волны материи определяется энергией через E=hf; скорость частицы v и λ нельзя просто подставить в f=v/λ как для обычной волны.