2018-02-14
413
Теория Бора показала, что электроны в атомах движутся вовсе не по законам классической механики и электродинамики, установленным для макроскопических тел. Возник вопрос насколько электрон можно рассматривать как маленькую механическую частицу, характеризуемую определенной координатой и импульсом.
В области оптических явлений возникла двойственность: вместе с явлениями, свидетельствующими о волновой природе света, имеются явления, в которых проявляются корпускулярные свойства света. Французский ученый де Бройль сделал смелоепредположение об аналогичной двойственной природе электронов и других элементарных частиц. Это означает, что с движением элементарных частиц, как и с движением фотона, следует сопоставить волновой процесс.
Де Бройль предположил, что между корпускулярными и волновыми свойствами элементарных частиц существует точно такая же связь, как между соответствующими характеристиками фотона: длина волны и импульс частицы связаны соотношением
. (60)
Формула де Бройля экспериментально подтвердилась в опытах амер. ученых Девиссона (1881-1958) и Джермера (1896-1971) (1927) по рассеянию электронов от поверхности монокристалла никеля. Они обнаружили, что пучок электронов, рассеянный от кристалла, дает дифракционную картину, подобную дифракционной картине по рассеянию рентгеновского излучения, максимумы которой соответствовали формуле Вульфа – Бреггов. Длина волны, определенная из опыта, оказалась в точности равной длине волны, вычисленной по формуле (60). В дальнейшем формула деБройля подтвреждалась опытами по прохождению пучка электронов через тонкую фольгу (опыты Тартаковского и Г. Томсона и опыты российскогоученого В.А Фабриканта).
В дальнейшем дифракционную картину наблюдали в опытах по рассеянию протонов, нейтронов и атомных и молекулярных пучков. Такие опыты полностью подтвердили волновые свойства микрочастиц. На основе этих опытов возникли новые методы изучения строения вещества, такие как электронография, нейтронография и электронной оптики.
Представление о корпускулярно-волновой природе частиц углубляется и тем, что на частицы вещества переносится и связь между энергией и частотой волн де Бройля
,
что свидетельствует о том,что это соотношение носит универсальный характер.
Что касается природы волн де Бройля, показано, что они не имеют электромагнитную природу, их природа пока окончательно не выяснена.
Таким образом, коренным образом изменилось представление о микрочастицах: их нельзя считать ни частицей, ни волной в классическом понимании.
