Biophysics · 04.06

物質波

Matter waves

🧠 ド・ブロイde Broglieド・ブロイ（de Broglie）de Broglie（ド・ブロイ）仮説は、運動量momentum運動量（momentum）momentum（運動量）をもつ物質粒子にも波長を対応させる。

粒子に対応する波長

電子、中性子、原子も条件が整えば回折と干渉を示す。巨視的物体macroscopic body巨視的物体（macroscopic body）macroscopic body（巨視的物体）では波長が極端に小さく観測困難。

flowchart TD
  A["粒子に<span class='jp-term jp-term-diagram' title='momentum'>運動量</span>を与える"]
  B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='de Broglie'>ド・ブロイ</span>波を対応"]
  C["結晶・開口で干渉"]
  A --> B
  B --> C

ド・ブロイの関係

\lambda=\frac{h}{p}

運動量momentum運動量（momentum）momentum（運動量）が大きいほどド・ブロイde Broglieド・ブロイ（de Broglie）de Broglie（ド・ブロイ）波長は短い。

巨視的物体で波動性が見えない理由

光について成り立つ $p=h/\lambda$ を物質粒子へ拡張したものがド・ブロイde Broglieド・ブロイ（de Broglie）de Broglie（ド・ブロイ）関係であり、その予測は電子回折electron diffraction電子回折（electron diffraction）electron diffraction（電子回折）で直接検証される。

物質波は粒子が物理的に波打つ古典波ではなく、確率振幅probability amplitude確率振幅（probability amplitude）probability amplitude（確率振幅）を表す。
電子回折electron diffraction電子回折（electron diffraction）electron diffraction（電子回折）が仮説を実証した。
束縛bound (electron)束縛（bound (electron)）bound (electron)（束縛）条件では許容波長が制限され、量子化状態quantized state量子化状態（quantized state）quantized state（量子化状態）を作る。

医学・測定への応用

電子顕微鏡法electron microscopy電子顕微鏡法（electron microscopy）electron microscopy（電子顕微鏡法）の短波長と高い分解能を説明する。

まとめ

ド・ブロイde Broglieド・ブロイ（de Broglie）de Broglie（ド・ブロイ）仮説は、運動量momentum運動量（momentum）momentum（運動量）をもつ物質粒子にも波長を対応させる。
物質波は粒子が物理的に波打つ古典波ではなく確率振幅probability amplitude確率振幅（probability amplitude）probability amplitude（確率振幅）。
電子顕微鏡法electron microscopy電子顕微鏡法（electron microscopy）electron microscopy（電子顕微鏡法）の短波長と高い分解能を説明する。