Comprendre le problème:
* de longueur d'onde de Broglie: Le concept de la longueur d'onde de Broglie indique que toute la matière présente des propriétés en forme d'onde. La longueur d'onde (λ) d'une particule est liée à son élan (p) par l'équation suivante:
λ =h / p
où:
* λ est la longueur d'onde (en mètres)
* h est la constante de Planck (6,626 x 10 ^ -34 J · s)
* p est l'élan (en kg · m / s)
* Momentum: L'élan (P) est calculé comme la masse (m) Times Velocity (V):
p =m * V
le problème avec la vitesse de la lumière:
* Relativité spéciale: Selon la théorie de la relativité spéciale d'Einstein, rien avec la masse ne peut se déplacer ou plus vite que la vitesse de la lumière (c =3,00 x 10 ^ 8 m / s).
* Énergie infinie: À mesure qu'un objet s'approche de la vitesse de la lumière, sa masse augmente infiniment. L'accélérer davantage nécessiterait une quantité infinie d'énergie, ce qui est physiquement impossible.
Conclusion:
Un électron ne peut pas voyager à 15,0 fois la vitesse de la lumière. Ce scénario viole les principes fondamentaux de la relativité spéciale.
Calcularons la longueur d'onde si nous * pouvions * atteindre cette vitesse impossible:
1. Calculez l'élan:
* Puisque la vitesse de l'électron est de 15c, nous avons:
v =15 * 3,00 x 10 ^ 8 m / s =4,50 x 10 ^ 9 m / s
* La masse d'un électron est de 9,11 x 10 ^ -31 kg
* Par conséquent, l'élan est:
P =(9,11 x 10 ^ -31 kg) * (4,50 x 10 ^ 9 m / s) =4,0995 x 10 ^ -21 kg · m / s
2. Calculez la longueur d'onde:
* Utilisation de l'équation de Broglie:
λ =(6,626 x 10 ^ -34 J · s) / (4,0995 x 10 ^ -21 kg · m / s) ≈ 1,61 x 10 ^ -13 mètres
Remarque importante: Ce calcul de la longueur d'onde est purement hypothétique et ne reflète pas une situation physiquement possible.
