Pada tahun 1924, Louis de Broglie mengajukan gagasan radikal: jika cahaya - yang telah lama dipahami sebagai gelombang - juga dapat berperilaku sebagai partikel diskrit (foton), maka materi, yang telah lama dipahami sebagai partikel, juga harus memiliki sifat gelombang. Kalkulator ini menerapkan hubungannya, λ = h/p, untuk mencari panjang gelombang gelombang materi yang terkait dengan benda bergerak, dari elektron subatom hingga bola bisbol yang dilempar.

Cara kerja Kalkulator Panjang Gelombang de Broglie

Kalkulator menerapkan λ = h/p, dengan h adalah konstanta Planck dan p adalah momentum partikel. Jika Anda mengetahui massa dan kecepatan, momentumnya adalah p = mv (tab Dari Massa & Kecepatan). Jika momentum sudah diketahui dari perhitungan lain, tab Dari Momentum langsung melompat ke λ = h/p. Jika Anda mengetahui energi kinetik — seperti ketika sebuah elektron dipercepat melalui tegangan yang diketahui — tab Dari KE pertama-tama memulihkan momentum dari p = √(2m·KE), lalu menerapkan rumus yang sama.

Ketiga tab tersebut menggunakan nilai persis CODATA dari konstanta Planck, h = 6,62607015 × 10⁻³⁴ J·s, yang ditetapkan oleh redefinisi SI tahun 2019 satuan dasar.

Masukan dan artinya

Masa dimasukkan dalam kilogram — untuk partikel subatom, ini berarti angka yang sangat kecil dalam notasi ilmiah (massa elektron adalah 9,10938 × 10⁻³¹ kg), sedangkan benda sehari-hari menggunakan nilai desimal biasa. Kecepatan dalam satuan meter per detik. Momentum, jika dimasukkan secara langsung, adalah dalam kilogram-meter per detik (kg·m/s). Energi kinetik pada tab Dari KE dimasukkan dalam elektronvolt (eV) dan bukan joule, karena eV adalah satuan standar untuk energi skala partikel — 1 eV adalah energi yang diperoleh elektron saat melintasi beda potensial 1 volt, sehingga elektron yang dipercepat hingga 100 V mempunyai energi kinetik tepat 100 eV.

Batasan dan kasus tepi

Tab Dari KE menggunakan pendekatan non-relativistik p = √(2m·KE), yang akurat selama energi kinetik tetap jauh di bawah energi massa diam partikel (511 keV untuk sebuah elektron). Pada kecepatan relativistik, rumus yang disederhanakan ini meremehkan momentum dan melebih-lebihkan panjang gelombang - batasan yang sama dengan sebagian besar perhitungan de Broglie tingkat pengantar. Rumusnya juga mengasumsikan partikel bebas dan tidak berinteraksi; panjang gelombang untuk partikel terikat atau terbatas (seperti elektron dalam atom) adalah panduan konseptual yang berguna tetapi memerlukan mekanika kuantum penuh untuk mendapatkan hasil yang tepat. Terakhir, untuk objek makroskopis, panjang gelombang de Broglie jauh lebih kecil dibandingkan panjang gelombang apa pun yang dapat diukur secara fisik sehingga hasilnya lebih merupakan keingintahuan matematis, bukan efek yang dapat diamati.