문제 이해 :
* Broglie 파장 : De Broglie 파장의 개념은 모든 물질이 파도와 같은 특성을 나타냅니다. 입자의 파장 (λ)은 다음 방정식에 의해 운동량 (P)과 관련이 있습니다.
λ =h/p
어디:
* λ는 파장 (미터)입니다.
* h는 플랑크의 상수입니다 (6.626 x 10^-34 j · s)
* P는 운동량입니다 (kg · m/s)
* 모멘텀 : 운동량 (p)은 질량 (m) 시간 속도 (v)로 계산됩니다.
p =m * v
빛의 속도에 관한 문제 :
* 특수 상대성 : 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 질량을 가진 것은 빛의 속도 (c =3.00 x 10^8 m/s)보다 더 빠르게 이동할 수 없습니다.
* 무한 에너지 : 객체가 빛의 속도에 접근함에 따라 질량은 무한히 증가합니다. 그것을 더욱 가속화하려면 물리적으로 불가능한 무한한 양의 에너지가 필요합니다.
결론 :
전자는 빛 속도의 15.0 배로 이동할 수 없습니다. 이 시나리오는 특수 상대성 이론의 기본 원칙을 위반합니다.
이 불가능한 속도를 달성 할 수 있다면 파장을 계산하자 :
1. 운동량을 계산합니다 :
* 전자의 속도는 15C이기 때문에 우리는 다음과 같습니다.
v =15 * 3.00 x 10^8 m/s =4.50 x 10^9 m/s
* 전자의 질량은 9.11 x 10^-31 kg입니다.
* 따라서 운동량은 다음과 같습니다.
p =(9.11 x 10^-31 kg) * (4.50 x 10^9 m/s) =4.0995 x 10^-21 kg · m/s
2. 파장 계산 :
* De Broglie 방정식 사용 :
λ =(6.626 x 10^-34 j · s) / (4.0995 x 10^-21 kg · m / s) ≈ 1.61 x 10^-13 미터
중요한 참고 : 이 파장 계산은 순전히 가설 적이며 물리적으로 가능한 상황을 반영하지 않습니다.
