物質波

定義

物質波とは、電子などの粒子が波としての性質をもつという考え方であり、すべての物質に波としての性質があることを表す概念である。

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電子は粒として飛んでいるように見えるが、実際には波のように広がり、干渉や回折といった現象を示す。
つまり、「粒でもあり波でもある」という性質をもつと考えると理解しやすい。

数式

物質波の波長 \(\lambda\) は次の式で表される。

\[\lambda = \frac{h}{p}\]

ここで、
\(\lambda\) は波長（m）
\(h\) はプランク定数
\(p\) は粒子の運動量（kg·m/s）である。

また、運動量 \(p\) は \(p = mv\)（\(m\) は質量、\(v\) は速さ）であるため、

\[\lambda = \frac{h}{mv}\]

と表すこともできる。

ポイント

• すべての粒子は波の性質をもつ（電子だけではない）
• 質量が大きい、または速さが大きいほど波長は短くなる
• 電子回折などの現象で、物質波の存在が確認される