Подвiйнiсть властивостей мiкрочастинок

Поява квантової механіки зумовлена необхідністю встановлення властивостей світла та законів, яким воно підкоряється. Класична фізика не могла зробити цього, бо світло має подвійну властивість:

по-перше – це хвилi з частотою та довжиною , що проявляється у явищах iнтерференцiї, дифракцiї, поляризацiї та iн.;

по-друге – це частинки (корпускули) з енергiєю

(1)

та iмпульсом

, (2)

де – постiйна Планка, ; .

Частинки свiтла – фотони, що діють у фотоелектричних явищах та iн. Сформульована у 1924 р. гiпотеза де Бройля показала, що подвiйнiсть властивостей свiтла належить iншим мiкрочастинкам – електронам, протонам та т.п. Тобто мiкрочастинцi з енергiєю Е та iмпульсом р вiдповiдає хвиля з частотою

або (3)

та довжиною

або , (4)

де – швидкiсть руху частинок; – їх маса.

Цi хвилi та спiввiдношення (3) і (4) звуться iменем де Бройля.

Експериментальна перевiрка гiпотези при пропусканні через металеву фольгу пучка електронiв та рентгенiвських променiв дала однакову дифракцiйну картину, що пiдтверджує хвильові властивості електронiв. Розрахунок та з цих картин спiвпадає з (3) та (4).

Приклад практичного використання цього – електронна мiкроскопiя (оптика). Виникло запитання: володiє такими властивостями тiльки окремий електрон, чи їх система? У дослiдах Фабриканта, Бiбермана, Сушкiна (1948 р.) крiзь дифрактометр пускали слабкий пучок електронiв з iнтервалом промiж актами їх пропускання у 30000 разiв більше їхнього часу польоту у приладi, що гарантувало iзоляцiю електрона вiд впливу iнших. Вони одержали таку ж картину дифракцiї, що i у випадку дослiдiв де Бройля. Це дозволяє зробити висновок: хвильовими властивостями володiє не тільки система, але й кожний окремо узятий електрон.