2020-04-12
172
Как известно, уравнение волны можно записать в виде:
. (3.1)
Здесь a – амплитуда волны, i – мнимая единица, 
- волновой вектор, ω – частота волны.
С другой стороны, микрочастица как частица характеризуется энергией E и импульсом 
. Де Бройль предположил, что между этими характеристиками волны и микрочастицы связь такая же, как для фотона:
. (3.2)
Используя (3.2), уравнение волны можно записать в виде
. (3.3)
Именно в этом виде это уравнение волны называется «Волна де Бройля», которая сопоставляется свободно движущейся микрочастице.
Используя известные соотношения 
, можно вычислить длину волны де Бройля:
, (3.4)
где m и v – масса и скорость движения микрочастицы.
В (3.3) подразумевается, что энергия частицы является функцией импульса: 
. В зависимости от величины скорости эта связь может быть как нерелятивистской (
), так и релятивистской
|
|
|
(
).
Для гипотезы де Бройля есть качественное обоснование. Это имеющая место аналогия между геометрической оптикой и классической механикой.
Тем не менее, гипотеза де Бройля требовала экспериментального подтверждения. Надо было показать, что микрочастицы, обладая свойствами волн, могут дифрагировать и интерферировать. Эти явления являются особенностью только волнового движения.
Картина дифракции электронов на двух щелях
Впоследствии наличие явления дифракции было доказано и для пучков из других микрочастиц –
Из протонов, атомов и молекул.
Это означало, что при движении волновые свойства проявляют все микрочастицы. Следовательно, дуализм «волна-частица» для микрочастиц –
это закон природы!
Физическая интерпретация волн де Бройля
Сначала делались попытки совместить наличие волновых свойств у микрочастиц с классическими понятиями.
Сами микрочастицы – это образование из волн. Теоретически такое образование из волн действительно можно создать – это так называемый «волновой пакет».
Эта идея была отвергнута, т.к. противоречит атомизму микрочастиц – они в природе всегда проявляют себя как целое.
