Содержание

Главная >> Физика 11 класс. Генденштейн. Дик

§ 31. Лазеры. Квантовая механика

Корпускулярно-волновой дуализм

Гипотеза де Бройля о волновых свойствах частиц

Двойственную природу света, сочетающего свойства частиц и волн, называют корпускулярно-волновым дуализмом¹.

¹ От латинского «дуалис» — двойственный.

В 1923 году французский физик Л. де Бройль предположил, что сочетание волновых и корпускулярных свойств присуще не только свету, а вообще всем видам материи.

Согласно гипотезе де Бройля

длина λ волны, соответствующей частице, связана с импульсом р частицы соотношением где h — постоянная Планка.

Идеи де Бройля развил австрийский физик Э. Шрёдингер, написав знаменитое «уравнение Шрёдингера», которое описывает движение частицы-волны.

Опытное подтверждение волновых свойств частиц

В 1927 году американские физики К. Дэвиссон и Л. Джер- мер, а также английский физик Дж. Томсон² подтвердили на опыте волновые свойства электронов, наблюдали дифракцию электронов при прохождении сквозь кристалл и при отражении от кристалла. При этом длина «электронных волн» оказалась именно такой, какую предсказал де Бройль.

² Сын Дж. Дж. Томсона, открывшего электрон.

Гипотеза де Бройля получила впоследствии опытное подтверждение для всех частиц (в том числе для протонов и нейтронов — частиц, из которых состоят атомные ядра).

Так было доказано, что сочетание волновых и корпускулярных свойств действительно является общим свойством материи.

Вероятностный характер атомных процессов

Природа корпускулярно-волнового дуализма оказалась одной из самых волнующих загадок в истории физики. Как в одном и том же объекте могут сочетаться, казалось бы, несовместимые свойства неделимых частиц и распределённых в пространстве волн?

Решение этой проблемы предложил в 1925 году немецкий физик М. Борн, предположив, что законы природы в атомных масштабах носят вероятностный характер.

Идею Борна развили физики нескольких стран, построив последовательную теорию атомных процессов, которая получила название квантовой механики.

Чтобы понять основные идеи квантовой механики, необходимо познакомиться с понятием вероятности.

Окончание >>>