物質波とブラッグ反射

物質波とブラッグ反射

 

こちらのページでは高校物理における

 

・物質波
・ブラッグ反射

 

について解説しています。

 

物質波とは?

光は波としての性質も粒子としての性質も持っています

 

さらに光だけでなく、原子や電子などの粒子も同様に粒子としての性質だけでなく、
波としての性質も持っています。

 

この粒子が持つ波としての性質のことを物質波、またはこの仮説を立てた学者である
ド・ブロイさんの名前にちなんでド・ブロイ波とも呼ばれています。

 

さらに、波としての性質を持つ粒子の波長は λ = h/p = h/mv で表れます。

 

また、このλの値は非常に小さく、目視では確認できない大きさです。

 

 

ブラッグ反射とは?

また、粒子が波としての性質をあらわすことの実験の一つに波の干渉の性質を利用した
実験があります。

 

これは、大学課程以降のある物質の構造解析でも使用されているXRD(X-Ray Diffraction)、X線回折
と呼ばれる実験装置の原理としても使われています。

 

この実験とはまず、結晶などの規則的にX線を反射する物質に対して、X線を照射し、
その反射線の干渉の条件を見るという実験です。

 

下記に実験のイメージ図を示します。

 

 
・結晶面に対して入射、反射するX線の角度をθ [°]
・結晶面の間隔をd[m]
・n=1,2,3・・・
・入射X線の波長[m]
とします。

 

この時干渉の条件から、最も上の結晶面と次の結晶面の経路差 2dsinθが波長の整数倍であると
干渉(波長が強め合う条件)が起こります。

 

この条件のことをブラッグの反射条件と呼びます。

 

 補足(干渉の解説の復習)(工事中)

 

 

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