Röntgen- ja valosähköisen fysiikan fysiikkaEdit
Louis de Broglien ensimmäiset teokset (1920-luvun alku) ) tehtiin hänen vanhemman veljensä Mauricen laboratoriossa ja käsiteltiin valosähköisen vaikutuksen ominaisuuksia ja röntgensäteiden ominaisuuksia. Nämä julkaisut tutkivat röntgensäteiden absorptiota ja kuvasivat tätä ilmiötä Bohrin teoriaa käyttäen, soveltivat kvanttiperiaatteita fotoelektronispektrien tulkintaan ja antoivat systemaattisen luokituksen röntgensäteille. Röntgenspektrien tutkimukset olivat tärkeitä atomien sisäisten elektronikuorien rakenteen selvittämiseksi (optiset spektrit määritetään ulkokuorien avulla). Täten yhdessä Alexandre Dauvillierin kanssa suoritettujen kokeiden tulokset paljastivat nykyisten elektronien jakautumisjärjestelmien puutteet atomeissa; Edmund Stoner poisti nämä vaikeudet. Toinen tulos oli Sommerfeld-kaavan riittämättömyyden selvittäminen viivojen sijainnin määrittämiseksi röntgenspektreissä; tämä ristiriita eliminoitiin elektronin pyörimisen löytämisen jälkeen. Vuosina 1925 ja 1926 Leningradin fyysikko Orest Khvolson nimitti de Broglie -veljekset Nobel-palkinnoksi heidän työstään röntgensäteillä.
Aine ja aalto – hiukkaset -dualiteettiMuokkaa
Röntgensäteilyn luonteen tutkiminen ja keskusteleminen sen ominaisuuksista veljensä Mauricen kanssa, joka piti näitä säteitä jonkinlaisena aaltojen ja hiukkasten yhdistelmänä, vaikutti Louis de Broglie ” s tietoisuus tarpeesta rakentaa teoria, joka yhdistää hiukkas- ja aaltokuvaukset, ja lisäksi hän tunsi Marcel Brillouinin teokset (1919–1922), joissa ehdotettiin atomin hydrodynaamista mallia ja yritettiin liittää se Bohrin teoria. Louis de Broglien työn lähtökohtana oli A. Einsteinin ajatus valon kvanteista. Ensimmäisessä vuonna 1922 julkaistussa tätä aihetta käsittelevässä artikkelissaan ranskalainen tutkija piti mustarunkosäteilyä valokvanttikaasuna ja johti klassisen tilastomekaniikan avulla Wienin säteilylakiin tällaisen esityksen yhteydessä. Seuraavassa julkaisussaan hän yritti sovittaa valokvanttien käsitteen interferenssi- ja diffraktioilmiöihin ja päätyi siihen tulokseen, että kvanttien kanssa oli tarpeen yhdistää tietty jaksottavuus. Tässä tapauksessa hän tulkitsi valon kvantit suhteellisen pieninä massaina olevina relativistisina partikkeleina.
Aallonäkökohtien laajentaminen jäi massiivisiin hiukkasiin, ja kesällä 1923 tapahtui ratkaiseva läpimurto. De Broglie esitteli ajatuksensa lyhyessä muistiinpanossa ”Aallot ja kvantit” (ranskaksi: Ondes et quanta, esitelty Pariisin tiedeakatemian kokouksessa 10. syyskuuta 1923), mikä merkitsi aaltomekaniikan luomisen alkua. Tässä artikkelissa tutkija ehdotti, että liikkuvalle hiukkaselle, jolla on energiaa E ja nopeutta v, on tunnusomaista jokin sisäinen jaksollinen prosessi, jonka taajuus on E / h {\ displaystyle E / h}, jossa h {\ displaystyle h} on Planckin vakio Yhdistääkseen nämä kvanttiperiaatteeseen perustuvat näkökohdat erityisen suhteellisuusteoriaan de Broglie joutui yhdistämään ”fiktiivisen aallon” liikkuvaan kappaleeseen, joka etenee nopeudella c 2 / v {\ displaystyle c ^ { 2} / v}. Tällainen aalto, joka myöhemmin sai nimivaiheen tai de Broglie-aallon, kehon liikkumisprosessissa, pysyy vaiheessa sisäisen jaksollisen prosessin kanssa. Tutkittuaan elektronin liikkeen suljetulla kiertoradalla, Tutkija osoitti, että vaatimus vaiheen sovittamisesta johtaa suoraan kvantti-Bohr-Sommerfeld -ehtoon eli kvantisoida kulmamomentti. Kahdessa seuraavassa muistiinpanossa (raportoitu 24. syyskuuta ja 8. lokakuuta pidetyissä kokouksissa) de Broglie päätyi siihen tulokseen, että t hiukkasnopeus on yhtä suuri kuin vaiheaaltojen ryhmänopeus, ja hiukkanen liikkuu normaalia pitkin saman vaiheen pinnoille. Yleensä hiukkasen liikerata voidaan määrittää käyttämällä Fermatin periaatetta (aallot) tai vähiten toiminnan periaatetta (hiukkaset), mikä osoittaa yhteyden geometrisen optiikan ja klassisen mekaniikan välillä.
Tämä teoria muodosti aaltomekaniikan perustan, jota tuki Einstein, vahvisti GP Thomsonin, Davissonin ja Germerin elektronidiffraktiokokeet ja yleisti Schrödingerin työ.
Tämä yleistys oli kuitenkin tilastollinen, mutta de Broglie ei hyväksynyt sitä. Hän sanoi, että ”hiukkasen on oltava sisäisen jaksollisen liikkeen paikka ja että sen on liikkuttava aallossa pysyäkseen vaiheet sen kanssa, todelliset fyysikot jättivät huomiotta aallon etenemisen ilman hiukkasen lokalisointia, mikä oli täysin vastoin alkuperäisiä ajatuksiani. ”
Filosofisesta näkökulmasta katsottuna tämä aine-aaltojen teoria on vaikutti suuresti menneisyyden atomismin tuhoutumiseen. Alun perin de Broglie ajatteli, että todellinen aalto (eli jolla on suora fyysinen tulkinta) liittyy hiukkasiin. Itse asiassa aineen aaltomuoto virallistettiin Schrödingerin yhtälön määrittelemällä aaltofunktiolla, joka on puhdas matemaattinen kokonaisuus, jolla on todennäköisyys tulkinta ilman todellisten fyysisten elementtien tukea. Tämä aaltotoiminto antaa vaikutelman aaltokäyttäytymisestä aineelle aiheuttamatta todellisia fyysisiä aaltoja. Elämänsä loppuun asti de Broglie palasi aineen aaltojen suoraan ja todelliseen fyysiseen tulkintaan David Bohmin työn jälkeen. De Broglie – Bohmin teoria on nykyään ainoa tulkinta, joka antaa aine-aalloille todellisen aseman ja edustaa kvanttiteorian ennusteita.
ElectronEdit-laitteen sisäisen kellon oletus
Vuoden 1924 väitöskirjassa de Broglie arveli, että elektronilla on sisäinen kello, joka on osa mekanismia, jolla pilottiaalto ohjaa hiukkasia. Tämän jälkeen David Hestenes on ehdottanut linkkiä Zitterbewegungiin, jonka Erwin Schrödinger ehdotti.
Vaikka sisäisen kellohypoteesin todentaminen ja kellotaajuuden mittaaminen eivät ole toistaiseksi ratkaisevia, viimeisimmät kokeelliset tiedot ovat ainakin yhteensopivia de Broglien oletusten mukaan.
MassEditin mitätöinti ja vaihtelu
De Broglien mukaan neutriinolla ja fotonilla on lepomassa, joka ei ole nolla, vaikkakin hyvin alhainen. Hänen teoriansa johdonmukaisuus pakottaa sen, että fotoni ei ole aivan massaton, ja muuten tämä massattoman fotonin hypoteesin hylkääminen antoi hänelle mahdollisuuden epäillä maailmankaikkeuden laajenemista koskevaa hypoteesia.
Lisäksi , hän uskoi, että hiukkasten todellinen massa ei ole vakio, vaan vaihteleva ja että jokainen hiukkanen voidaan esittää termodynaamisena koneena, joka vastaa toiminnan syklistä integraalia.
Vähimmäistoiminnan periaatteen yleistäminenEdit
Hänen vuoden 1924 toisessa osassa väitöskirjassa de Broglie käytti vähäisimmän toiminnan mekaanisen periaatteen vastaavuutta Fermatin optisen periaatteen kanssa: Vaiheaalloille sovellettu ”Fermatin” periaate on identtinen liikkuvaan kappaleeseen sovellettavan Maupertuis-periaatteen kanssa; liikkuvan kehon mahdolliset dynaamiset liikeradat ovat identtiset mahdollisten aaltosäteiden kanssa. ”Tämän vastaavuuden Hamilton on tuonut esiin vuosisataa aiemmin ja julkaissut hänen noin vuonna 1830 aikakaudella, jolloin mikään kokemus ei antanut todistusta perusperiaatteista fysiikan ollessa mukana atomien ilmiöiden kuvauksessa.
Viimeiseen työhön asti hän näytti olevan fyysikko, joka etsi eniten sitä toiminnan ulottuvuutta, joka Max Planckilla oli 1900-luvun alussa. osoittautunut ainoaksi universaaliksi yhtenäisyydeksi (entropian ulottuvuutensa kanssa).
Luontolakien kaksinaisuusMuokata
Ei väitä, että ”ristiriita katoaisi”, jonka Max Born ajatteli voivan Tilastollisella lähestymistavalla de Broglie laajensi aaltojen ja hiukkasten kaksinaisuuden koskemaan kaikkia hiukkasia (ja kiteitä, jotka paljastivat diffraktion vaikutukset) ja laajensi kaksinaisuuden periaatteen koskemaan myös luonnon lakeja.
Hänen viimeinen teoksensa teki yhden ainoan lakijärjestelmän kahdesta suuresta termodynamiikan ja mekaniikan järjestelmät:
Kun Boltzmann ja hänen jatkoaan kehittivät termodynamiikan tilastollisen tulkinnan, voitiin pitää termodynamiikkaa monimutkaisena dynamiikan haarana . Mutta todellisilla ideoillani dynamiikka näyttää olevan yksinkertaistettu termodynamiikan haara. Luulen, että kaikista ideoista, jotka olen esittänyt kvanttiteoriassa viime vuosina, se on idea, ylivoimaisesti tärkein ja syvin.
Tuo idea näyttää sopivan jatkuvaan ja epäjatkuvaan kaksinaisuuteen, koska sen dynamiikka voi olla sen rajat termodynamiikka, kun oletetaan siirtymistä jatkuviin rajoihin. Se on myös lähellä Leibnizin vastausta, joka esitti ”arkkitehtonisten periaatteiden” tarpeen mekaanisten lakien järjestelmän täydentämiseksi.
Hänen mukaansa kaksinaisuutta on kuitenkin vähemmän kuin synteesiä (toinen on toisen raja), ja synteesiponnistus on hänen mukaansa vakaa, kuten hänen ensimmäisessäkin kaava, jossa ensimmäinen jäsen liittyy mekaniikkaan ja toinen optiikkaan:
mc 2 = h ν {\ displaystyle mc ^ {2} = h \ nu}
Neutrino-teoria lightEdit
Tämä teoria, joka on peräisin vuodelta 1934, esittelee ajatuksen, että fotoni vastaa kahden Dirac-neutriinon fuusiota.
Se osoittaa, että näiden kahden hiukkasen painopisteen liike tottelee Maxwellia yhtälöt – mikä tarkoittaa, että neutriinolla ja fotonilla on molemmat lepomassat, jotka eivät ole nollia, vaikkakin hyvin alhaiset.
Piilotettu termodynamicsEdit
De Broglien lopullinen ajatus oli piilotettu termodynamiikka Se on yritys yhdistää fysiikan kolme pisintä periaatetta: Fermatin, Maupertuisin ja Carnotin periaatteet.
Tässä teoksessa toiminta muuttuu on eräänlainen entropian vastakohta yhtälön kautta, joka yhdistää muodon ainoat kaksi universaalia ulottuvuutta:
action h = – entropia k {\ displaystyle {{\ text {action}} \ over h} = – {{ \ text {entropia}} \ yli k}}