Волновые свойства микрочастиц

План

1. Гипотеза де Бройля.

2. Дифракция рентгеновских лучей на кристалле.

3. Экспериментальные подтверждения волновых свойств микрочастиц.

4. Соотношение неопределенностей.

Гипотеза де Бройля.

Недостатки в теории Бора свидетельствовали о необходимости пересмотра представлений о природе микрочастиц (электронов, протонов). Развитие теории света привело к пониманию того, что фотон подобно любой движущейся частице или телу, обладает энергией, массой и импульсом. Все эти три корпускулярные характеристики фотона связаны с волновыми его характеристиками – длиной волны или частотой. Следовательно, свет обнаруживает корпускулярно-волновой дуализм: в одних явлениях проявляется его волновая природа, и он ведет себя как электромагнитная волна; в других – проявляется корпускулярная природа света, и он ведет себя как поток фотонов.

В 1923 г. Луи де Бройль выдвинул смелую гипотезу, что дуализм не является особенностью одних только оптических явлений, а имеет универсальное значение, т.е. одновременное проявление корпускулярных и волновых свойств присуще любому материальному объекту. Допуская, что частицы вещества наряду с корпускулярными свойствами имеют также и волновые, де Бройль предположил, что если для фотона мы имели энергию и импульс , то для микрочастицы можно определить соответствующую длину волны

И частоту

Идея была лишь теоретической гипотезой, так как не существовало фактов, которые подтверждали бы экспериментально существование волновых свойств частиц. В этом заключалось существенное отличие гипотезы де Бройля о волновых свойствах частиц от гипотезы Эйнштейна о существовании фотонов, выдвинутой им после открытия явления фотоэффекта.

Если электрон обладает волновыми свойствами, то он должен проявлять эти свойства в таких принципиально волновых явлениях как интерференция и дифракция.