hullámnyaláb
(hullámcsomag)

Hullámok egymásra rakódása, túlnyomóan egy domináns hullámszámmal, k, és néhány más, k-hoz közeli hullámszámmal.
Egy lokalizált hullám burkolója, hullámcsomag.

A hullámnyalábokat használják a kvantummechanikában a szórás elemzésére.
A koncentrált hullámnyalábok felhasználhatók a lokalizált részecskék leírására (mind anyag, mind pedig foton esetében).

A Heisenberg-féle határozatlansági reláció származtatható a kvantummechanikai entitások hullámnyalábbal történő leírásából.

A hullámnyaláb mozgása összhangban van a megfelelő klasszikus részecske mozgásával, ha a potenciálenergia változása hullámnyaláb dimenzión keresztül nagyon kicsi. Ez Ehrenfest-tételként ismert, amelyet Paul Ehrenfest (1880-1933) holland fizikus után neveztek el, aki 1927-ben bizonyította be.

Egy hullámcsomag különböző rezgésszámú hullámokból összetevődött olyan hullámvonulat, amely egy adott időpontban csak egy bizonyos térrészben van jelen, és ez a hullámvonulat a térben mozog. A foton is egy hullámcsomag. De hullámcsomag rendelhető tömeggel bíró részecskékhez is.
Ha a test annyira kis tömegű, mint az elektron, vagy akár az atom, akkor hullámcsomagjának kiterjedése a test méreténél nagyobb és a hullámtermészet jelei felismerhetové válnak. Ekkor az egyébként pontszerűnek vehető részecske pontos helyéről nem beszélhetünk, mert a hullámcsomagon belül bárhol ott lehet.
Szabadon mozgó elektron mint hullámcsomag terjed a térben. Olyan lemezhez érve, amin két lyuk van, az elektron nem mint golyó, hanem mint hullám jut át. Terjedési képe a lemez mögött pont olyan, mintha hullámként mindkét résen átment volna. Ha a testet jellemző hullámcsomag mérete jóval kisebb, mint a test térbeli kiterjedése, akkor a test hullámszerű viselkedése észrevehetetlen. Nagyobb tömegű testre a hullámcsomag mérete annyira kicsiny, hogy a mozgás már egyszerű pálya menti mozgás, amire érvényes Newton három törvénye.
Atomhoz vagy máshová kötött elektron viselkedése állóhullámmal írható le. Így a kvantummechanika alapegyenlete, a Schrödinger-egyenlet hullámra van felírva, ezt a rendszer hullámfüggvényének nevezik.
Egy hullámfüggvényes leírás sok olyan jelenséget megenged, ami a szokásos méretek világában elképzelhetetlen.

Felhasznált irodalom