A 物質波
光やX線などの電磁波が粒子性を示すことが明らかになると,ド.プロ
イは逆に,それまで粒子と思われていた電子のような 粒子も,波として
1892-1987
ぶっしつ は
の性質(波動性)をもつ のではないかと考えた。この波を物質波 またけ
ド·ブロイ波 という。1924年,ド·ブロイは,質量m, 速さひで運動士
る粒子の運動量の大きさをかとして,その粒子の物質波の波長入は、, 次き
material wave
は
de Broglie wave
で表されるという仮説を立てた。
物質波の波長
粒子性)
(波動性)
h_h
ス=
ニ
p入=h
p
mu
物質波の波長
プランク定数
A[m)
h[J-s]
plkg·m/s] 粒子の運動量の大きさ
m[kg)
運動量か
波長え
電子
光子
電子波
光波
粒子の質量
o[m/s) 粒子の速さ
ド·ブロイの仮説によると,100 V 以上
の電圧で加速された電子の物質の波長は,
約 10-10 m 以下となり,これはほぼX線の
波長領域に相当する。したがって, このよ
うな電子の流れ(電子線)を結晶に当てると,
X線回折と同様の回折現象が生じることが
予想された。そして, 1927年から 1928年
にかけて, デビソン, ガーマー, G.P. トム
20
O図 20 電子線による回折像
(酸化マグネシウム (MgO)の単
結晶)
1881-1958
1896-1971
1892-1975
ソン, 菊池正士らによる電子線回折の諸実
験により,物質波の存在が確かめられた。その後, 電子に限らず,陽子や
中性子,原子·分子のような粒子も波動性をもつことが確かめられた。
1902-1974
問7
電圧Vで加速された電子(質量m, 電気量 -e)の物質波の波長入を,プラン
ク定数をhとして求めよ。 また, 電子の質量を9.1×10-31 kg, 電気素量を
1.6×10-19 C, プランク定数を6.6×10-34 J·s として, 電子の加速電圧が
1.0×10*Vのときのえの値を求めよ。
h
●特に、粒子が電子の場合の物質波を電子波 という。
2meV.
1.2×10-"m
第5部 なNま
