Hvordan er stofbølger større end lysets hastighed?

Materialebølger, også kendt som de Broglie -bølger, er ikke hurtigere end lysets hastighed. Dette er en almindelig misforståelse, der opstår fra misforståelser om bølgepartikel-dualitet og forholdet mellem bølgehastighed og partikelhastighed.

Her er en sammenbrud:

1. Bølgepartikel dualitet: Ideen om, at sagen har bølge-lignende egenskaber, blev foreslået af Louis de Broglie. Han foreslog, at partikler som elektroner kan opføre sig som bølger med en bølgelængde omvendt proportional med deres momentum. Dette kaldes de broglie -bølgelængde:

* λ =h/p Hvor λ er bølgelængden, er H Plancks konstante, og P er momentumet.

2. Bølgehastighed vs. partikelhastighed: Bølgehastigheden af ​​stofbølger er ikke den samme som partikelens hastighed. Bølgehastigheden er relateret til fasehastigheden af ​​bølgen, hvilket er, hvor hurtigt bølgebevægelsens kamre bevæger sig. Dette kan være hurtigere end lysets hastighed under visse omstændigheder, men det betyder ikke, at selve partiklen rejser hurtigere end lys.

3. Særlig relativitet: Einsteins teori om særlig relativitet siger, at intet objekt med masse kan rejse med eller hurtigere end lysets hastighed. Dette gælder partikler, ikke for det abstrakte begreb om bølgehastighed.

Kortfattet:

* Materialebølger er ikke hurtigere end lysets hastighed.

* Bølgehastigheden af ​​stofbølger er ikke den samme som partikelhastigheden.

* Særlig relativitet begrænser hastigheden af ​​objekter med masse til mindre end lysets hastighed.

Misforståelsen opstår fra det faktum, at bølgernes fasehastighed i nogle tilfælde kan være hurtigere end lysets hastighed. Dette krænker imidlertid ikke særlig relativitet, fordi fasehastigheden ikke repræsenterer hastigheden for nogen fysisk enhed.