double arrow

Корпускулярно-волновые свойства микрообъектов

В попытках объяснить линейчатые спектры атомов и спектр излучения абсолютно черного тела ученые пришли к выводу о двойственной природе элементарных частиц - они являются частицами материи (корпускулами) и одновременно им соответствует длина волны, которая характеризует их движение.

Испускание, распространение и поглощение электромагнитного излучения было истолковано как волновое движение особых частиц – фотонов, которые не имеют массы покоя и движутся со скоростью с = 3·108 м·с-1; энергия фотонов E = hn определяется через n - частоту колебаний электрического поля в световой волне длины и постоянную Планка h, которая представляет собой элементарный импульс движения.

С другой стороны, микрочастицы обладают не только корпускулярными (m0 ¹ 0, определенные координаты x,y,z), но и волновыми свойствами (дифракция и интерференция).Эту ситуацию в 1924 г. Л. де Бройль (Франция) теоретически описал так: движущаяся частица имеет длину волны

,

где m - масса, v - скорость частицы. В дальнейшем В. Гейзенберг (Германия) истолковал взаимосвязь волновых и корпускулярных свойств элементарных частиц в виде соотношения неопределенностей. Согласно этому принципу невозможно в данный момент времени точно определить местонахождение частицы и ее импульс Р = mn:

,

Это уравнение связано с соотношением Де Бройля: координата частицы неопределенна в пределах длины волны (DХ = l); неопределенность импульса ( не может быть меньше, чем постоянная Планка, а произведение неопределенностей координаты и импульса всегда больше элементарного импульса, равного .

В 1927 г. были обнаружены у электронов как волновые, так и корпускулярные свойства. Было открыто явление дифракции электронов: при прохождении пучка электронов через дифракционную решетку на фотопленке наблюдается такая же дифракционная картина, как при прохождении излучения с длиной волны l, рассчитанной по уравнению де Бройля.

Возникла необходимость изменить представление об электроне как о микроскопической заряженной частице, подчиняющейся тем же законам, каким подчиняются макроскопические тела. Возникла необходимость разработки новой теории, применимой к микрочастицам.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: