电子的质量较轻,不需要擁有很大的動量,就會顯示出波動現象

http://zh.wikipedia.org/zh/%E7%BB%8F%E5%85%B8%E5%8A%9B%E5%AD%A6

狭义相对论的近似
在牛顿力学,或非相对论性经典力学裏,一个粒子的动量 表达为


其中, 是粒子的质量, 是粒子的速度。

在相对论裏,动量表达为


其中, 是粒子的静止质量。

这表达式可以对项目 泰勒展开为


当 ,速度超小于光速时,经典近似成立。

举例而言,回旋加速器,磁旋管(英语:gyrotron),或高电压磁控管(英语:cavity magnetron)的相对论性回旋頻率 为


其中, 是电子的经典頻率 , 是动能 。

电子的靜止質量是 511KeV。假若,电磁真空管的直流加速电压为 5.11KeV ,那麼,頻率修正很小,只有 1% 。

[编辑] 量子力学的近似
当系统尺寸接近德布罗意波长时,经典力学的射线近似不成立,粒子具有波动性质。根据德布罗意假说,非相对论性粒子的波长是


其中, 是普朗克常数。

因为电子的质量较轻,不需要擁有很大的動量,就會顯示出波動現象。克林顿·戴维孙和雷斯特·革末首先觀察到电子的波动性质。於 1927 年,他们在戴維森-革末實驗中,将以 54V 加速,电子波长为 0.167 nm 的電子束,入射於原子间隔为 0.215 nm 的鎳晶體標靶.。細心地測量散射到每個角度的電子束強度,就可以得到電子的繞射圖案,與威廉·布拉格預測的 X射線繞射圖案完全相同。

在电子工程领域,有显示经典力学不足的更实际例子,像穿隧二極體(英语:tunnel diode)和积体电路內電晶體閘極的量子穿隧效應。

请您先登陆,再发跟帖!