A röntgen és a fotoelektromos effektus fizikájaEdit
Louis de Broglie első munkái (1920-as évek eleje) ) idősebb testvére, Maurice laboratóriumában végezték el, és a fotoelektromos hatás jellemzőivel és a röntgensugarak tulajdonságával foglalkoztak. Ezek a publikációk megvizsgálták a röntgensugarak abszorpcióját és a Bohr-elmélet felhasználásával írták le ezt a jelenséget, kvantumelveket alkalmaztak a fotoelektron spektrumok értelmezésében, és szisztematikusan osztályozták a röntgenspektrumokat. A röntgenspektrumok vizsgálata fontos volt az atomok belső elektronhéjainak szerkezetének tisztázásában (az optikai spektrumokat a külső héjak határozzák meg). Így az Alexandre Dauvillier-lel közösen végzett kísérletek eredményei feltárták az elektronok atomokban való eloszlására vonatkozó jelenlegi sémák hiányosságait; ezeket a nehézségeket Edmund Stoner megszüntette. Egy másik eredmény a Sommerfeld-képlet elégtelenségének felderítése volt a vonalak helyzetének meghatározására a röntgenspektrumokban; ezt az eltérést az elektronpörgés felfedezése után kiküszöbölték. 1925-ben és 1926-ban Orest Khvolson, a leningrádi fizikus a röntgensugarak terén végzett munkájáért a de Broglie testvéreket Nobel-díjra jelölte.
Anyag és hullám – részecske kettősségEdit
A röntgensugárzás természetének tanulmányozása és tulajdonságainak megvitatása Maurice testvérével, aki ezeket a sugarakat a hullámok és részecskék valamiféle kombinációjának tartotta, hozzájárult Louis de Broglie-hoz ” Tudatában van annak, hogy létre kell hozni egy elméletet, amely összekapcsolja a részecske és a hullám ábrázolását. Emellett ismerte Marcel Brillouin munkáit (1919–1922), amelyek egy atom hidrodinamikai modelljét javasolták, és megpróbálták összefüggésbe hozni a Bohr elmélete. Louis de Broglie munkájának kiindulópontja A. Einstein ötlete volt a fény kvantumairól. Az erről szóló, 1922-ben megjelent első cikkében egy francia tudós a fekete test sugárzását fénykvant gázának tekintette, és a klasszikus statisztikai mechanika segítségével egy ilyen ábrázolás keretében levezette a bécsi sugárzási törvényt. Következő publikációjában megpróbálta összeegyeztetni a fénykvant fogalmát az interferencia és a diffrakció jelenségeivel, és arra a következtetésre jutott, hogy egy bizonyos periodicitást társítani kell a kvantumokhoz. Ebben az esetben a könnyű kvantumokat nagyon kis tömegű relativisztikus részecskékként értelmezte.
A hullám szempontjainak kiterjesztése minden masszív részecskére megmaradt, és 1923 nyarán döntő áttörés történt. De Broglie ötleteit egy rövid “Hullámok és kvantumok” (francia: Ondes et quanta, a Párizsi Tudományos Akadémia 1923. szeptember 10-i ülésén ismertette) jegyzetben vázolta fel, amely a hullámmechanika megalkotásának kezdetét jelentette. Ebben a cikkben a tudós azt javasolta, hogy az E energiájú és v sebességű mozgó részecskét valamilyen belső periodikus folyamat jellemezze E / h {\ displaystyle E / h} frekvenciával, ahol h {\ displaystyle h} Planck állandója E kvantum elvén alapuló megfontolások és a különleges relativitáselméletek összeegyeztetése érdekében de Broglie kénytelen volt egy “fiktív hullámot” társítani egy mozgó testhez, amely a c 2 / v {\ displaystyle c ^ {sebességgel terjed. 2} / v}. Egy ilyen hullám, amely később megkapta a név fázist, vagy de Broglie hullámot, a test mozgásának folyamatában fázisban marad a belső periodikus folyamattal. Miután megvizsgálta az elektron mozgását egy zárt pályán, a tudós kimutatta, hogy a fázisillesztés követelménye közvetlenül a kvantum Bohr-Sommerfeld-feltételhez vezet, vagyis a szögimpulzus számszerűsítéséhez. A következő két feljegyzésben (a szeptember 24-i, illetve az október 8-i értekezletekről számoltak be) de Broglie arra a következtetésre jutott, hogy a t A részecske sebessége megegyezik a fázishullámok csoportsebességével, és a részecske a normál mentén egyenlő fázisú felületekre mozog. Általános esetben a részecske pályája meghatározható Fermat (hullámok) vagy legkisebb hatás (részecskék esetén) elvével, amely kapcsolatot mutat a geometriai optika és a klasszikus mechanika között.
Ez az elmélet határozta meg a hullámmechanika alapját, amelyet Einstein támogatott, megerősítette GP Thomson, Davisson és Germer elektrondiffrakciós kísérletei, és Schrödinger munkája általánosította.
Ez az általánosítás azonban statisztikai jellegű volt, de de Broglie nem fogadta el, aki szerint “a részecskének egy belső periodikus mozgás székhelyének kell lennie, és hullámban kell mozognia ahhoz, hogy bennmaradjon. fázist a tényleges fizikusok figyelmen kívül hagyták, hogy a hullám terjedését a részecske lokalizálása nélkül számítsák, ami teljesen ellentétes volt eredeti elképzeléseimmel. “
Filozófiai szempontból ez az anyaghullám-elmélet nagyban hozzájárult a múlt atomizmusának tönkremeneteléhez. Eredetileg de Broglie úgy gondolta, hogy a valódi hullám (vagyis közvetlen fizikai értelmezéssel rendelkezik) részecskékkel van összefüggésben. Valójában az anyag hullámaspektusát a Schrödinger-egyenlet által meghatározott hullámfüggvény formalizálta, amely egy valós matematikai entitás, valószínűségi értelmezéssel, valós fizikai elemek támogatása nélkül. Ez a hullámfüggvény a hullám viselkedésének látszatát kelti az anyagban, valódi fizikai hullámok megjelenése nélkül. De Broglie élete végéig visszatért az anyaghullámok közvetlen és valós fizikai értelmezéséhez, David Bohm munkáját követve. A de Broglie – Bohm-elmélet ma az egyetlen értelmezés, amely valódi státuszt ad az anyaghullámoknak és a kvantumelmélet jóslatait képviseli.
Az elektron belső órájának sejtéseEdit
1924-es téziseiben de Broglie sejtette, hogy az elektronnak van egy belső órája, amely annak a mechanizmusnak a részét képezi, amelyen keresztül egy pilothullám egy részecskét vezet. Ezt követően David Hestenes javaslatot tett a Zitterbewegung linkjére, amelyet Erwin Schrödinger javasolt.
Míg a belső óra hipotézisének ellenőrzésére és az órajel frekvenciájának mérésére tett kísérletek egyelőre nem meggyőzőek, a legújabb kísérleti adatok legalább kompatibilisek de Broglie sejtéseivel.
A massEdit semmissége és változékonysága
De Broglie szerint a neutrínó és a foton nyugalmi tömege nem nulla, bár nagyon alacsony Azt, hogy a foton nem egészen tömegtelen, elméletének koherenciája szabja meg. Egyébként a tömeg nélküli foton hipotézisének ez az elutasítása lehetővé tette számára, hogy kételkedjen az univerzum tágulásának hipotézisében.
Ezen felül úgy vélte, hogy a részecskék valódi tömege nem állandó, hanem változó, és hogy minden részecske termodinamikai gépként reprezentálható, amely egyenértékű a ciklikus cselekvési integrállal.
A legkevesebb actionEdit
1924 második részében tézisében de Broglie a legkisebb hatás mechanikai elvének ekvivalenciáját használta Fermat optikai elvével: a fázishullámokra alkalmazott “Fermat” elv megegyezik a mozgó testre alkalmazott Maupertuis elvével; a mozgó test lehetséges dinamikus pályái megegyeznek a hullám lehetséges sugaraival. “Erre az egyenértékűségre Hamilton egy évszázaddal korábban rámutatott, és 1830 körül publikálta, egy olyan korszakban, amikor egyetlen tapasztalat sem bizonyította az alapvető elveket. hogy a fizika részt vesz az atomi jelenségek leírásában.
Végső munkájáig a fizikusnak tűnt, aki leginkább a cselekvés azon dimenzióját kereste, amelyet Max Planck a 20. század elején kiderült, hogy ez az egyetlen egyetemes egység (az entrópia dimenziójával).
A természet törvényeinek kettősségeSzerkesztés
Korántsem állítja, hogy “eltűnik az ellentmondás”, amiről Max Born azt gondolta, hogy statisztikai megközelítéssel lehet elérni, de Broglie kiterjesztette a hullám – részecske kettősséget minden részecskére (és a kristályokra, amelyek felfedték a diffrakció hatásait), és kiterjesztették a kettősség elvét a természet törvényeire is.
Utolsó munkája egyetlen törvényrendszert alkotott a két nagy közül termodinamikai és mechanikai rendszerek:
Amikor Boltzmann és folytatói kidolgozták a termodinamika statisztikai értelmezését, a termodinamikát a dinamika bonyolult ágának tekinthettük volna . De a tényleges elképzeléseimmel a dinamika tűnik a termodinamika egyszerűsített ágának. Úgy gondolom, hogy az összes olyan ötlet közül, amelyet a kvantumelméletben vezettem be az elmúlt években, ez az az ötlet, messze a legfontosabb és a legmélyebb.
Úgy tűnik, hogy ez az ötlet megfelel a folyamatos – szakaszos kettősségnek, mivel dinamikája a határa lehet termodinamika, amikor a folyamatos határok felé történő átmenet feltételezhető. Ez közel áll Leibnizéhez, aki “építészeti elvek” szükségességét vetette fel a mechanikai törvények rendszerének kiteljesítéséhez.
képlet, amelyben az első tag a mechanikára, a második pedig az optikára vonatkozik: mc 2 = h ν {\ displaystyle mc ^ {2} = h \ nu}
A lightEdit neutrínó elmélete
Ez az 1934-ből származó elmélet bevezeti azt az elképzelést, hogy a foton egyenértékű két Dirac-neutrin fúziójával.
Ez azt mutatja, hogy e két részecske súlypontjának mozgása engedelmeskedik a Maxwell-nek. egyenletek – ez azt jelenti, hogy a neutrino és a foton nyugalmi tömege nem nulla, bár nagyon alacsony.
Rejtett termodinamikaEdit
De Broglie végső ötlete a rejtett termodinamika volt Ez egy kísérlet a fizika három legtávolabbi elvének összefogására: a Fermat, a Maupertuis és a Carnot alapelveire.
Ebben a munkában a cselekvés egyfajta ellentéte az entrópiának, egy olyan egyenleten keresztül, amely a forma egyetlen két univerzális dimenzióját kapcsolja össze:
action h = – entrópia k {\ displaystyle {{\ text {action}} \ over h} = – {{ \ text {entropy}} \ over k}}
1924 második részében tézisében de Broglie a legkisebb hatás mechanikai elvének ekvivalenciáját használta Fermat optikai elvével: a fázishullámokra alkalmazott “Fermat” elv megegyezik a mozgó testre alkalmazott Maupertuis elvével; a mozgó test lehetséges dinamikus pályái megegyeznek a hullám lehetséges sugaraival. “Erre az egyenértékűségre Hamilton egy évszázaddal korábban rámutatott, és 1830 körül publikálta, egy olyan korszakban, amikor egyetlen tapasztalat sem bizonyította az alapvető elveket. hogy a fizika részt vesz az atomi jelenségek leírásában.
Végső munkájáig a fizikusnak tűnt, aki leginkább a cselekvés azon dimenzióját kereste, amelyet Max Planck a 20. század elején kiderült, hogy ez az egyetlen egyetemes egység (az entrópia dimenziójával).
A természet törvényeinek kettősségeSzerkesztés
Korántsem állítja, hogy “eltűnik az ellentmondás”, amiről Max Born azt gondolta, hogy statisztikai megközelítéssel lehet elérni, de Broglie kiterjesztette a hullám – részecske kettősséget minden részecskére (és a kristályokra, amelyek felfedték a diffrakció hatásait), és kiterjesztették a kettősség elvét a természet törvényeire is.
Utolsó munkája egyetlen törvényrendszert alkotott a két nagy közül termodinamikai és mechanikai rendszerek:
Amikor Boltzmann és folytatói kidolgozták a termodinamika statisztikai értelmezését, a termodinamikát a dinamika bonyolult ágának tekinthettük volna . De a tényleges elképzeléseimmel a dinamika tűnik a termodinamika egyszerűsített ágának. Úgy gondolom, hogy az összes olyan ötlet közül, amelyet a kvantumelméletben vezettem be az elmúlt években, ez az az ötlet, messze a legfontosabb és a legmélyebb.
Úgy tűnik, hogy ez az ötlet megfelel a folyamatos – szakaszos kettősségnek, mivel dinamikája a határa lehet termodinamika, amikor a folyamatos határok felé történő átmenet feltételezhető. Ez közel áll Leibnizéhez, aki “építészeti elvek” szükségességét vetette fel a mechanikai törvények rendszerének kiteljesítéséhez.
képlet, amelyben az első tag a mechanikára, a második pedig az optikára vonatkozik: mc 2 = h ν {\ displaystyle mc ^ {2} = h \ nu}
A lightEdit neutrínó elmélete
Ez az 1934-ből származó elmélet bevezeti azt az elképzelést, hogy a foton egyenértékű két Dirac-neutrin fúziójával.
Ez azt mutatja, hogy e két részecske súlypontjának mozgása engedelmeskedik a Maxwell-nek. egyenletek – ez azt jelenti, hogy a neutrino és a foton nyugalmi tömege nem nulla, bár nagyon alacsony.
Rejtett termodinamikaEdit
De Broglie végső ötlete a rejtett termodinamika volt Ez egy kísérlet a fizika három legtávolabbi elvének összefogására: a Fermat, a Maupertuis és a Carnot alapelveire.
Ebben a munkában a cselekvés egyfajta ellentéte az entrópiának, egy olyan egyenleten keresztül, amely a forma egyetlen két univerzális dimenzióját kapcsolja össze:
action h = – entrópia k {\ displaystyle {{\ text {action}} \ over h} = – {{ \ text {entropy}} \ over k}}