Билет №Неизвестно какой

Корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц. Гипотеза де Бройля. свет (и вообще любая электромагнитная волна) сочетает как волновые, так и корпускулярные свойства, т.е. обладает корпускулярно – волновым дуализмом.Найдем связь между волновыми и корпускулярными характеристиками света. По формуле Планка энергия фотона равна

С другой стороны, по формуле Эйнштейна, выражающей эквивалентность массы и энергии, эта же энергия может быть связана с массой фотона:

Приравнивая значения энергии и выражая длину волны фотона, получим:

(14) где p = mc – импульс фотона. В 1924 г. Луи де Бройль (L. de Broglie) в своей диссертации “Исследования по теории квантов” предположил, что двойственная корпускулярно – волновая природа присуща не только свету, но и всем материальным частицам. Соотношение

(15) аналогичное уравнению (14), где p = mv – импульс частицы, определяет длину волны любой частицы, движущейся со скоростью v. Волна, длина которой определяется уравнением (15), называется волной де Броля Хотя в своих ранних работах Л. де Бройль рассматривал электроны, формула (15) справедлива для любых материальных тел. Почему же мы не наблюдаем их для макроскопических объектов, например, для летящей хоккейной шайбы? Рассчитаем соответствующую длину волны де Бройля. Хоккейная шайба, пущенная сильным ударом, имеет скорость около 40 м/с, масса ее 0,2 кг, откуда длина волны де Бройля по формуле (15) l = 8,25.10-35 м. Волновые свойства шайбы не проявляются просто потому, что их невозможно зарегистрировать. Вычисленная длина волны намного меньше не только размеров атома (диаметр атома порядка 10-10 м), но и размеров атомного ядра (диаметр ядра порядка 10-15 м)! Однако движущийся с такой же скоростью электрон будет иметь длину волны l = 1,8.10-5 м, которая уже может быть легко обнаружена и измерена экспериментально. Для электронов, ускоренных разностью потенциалов 100 – 10000 В, для тепловых нейтронов, для молекул водорода при комнатной температуре и других “медленных” микрочастиц длины волн де Бройля такого же порядка, что и длины волн мягких рентгеновских лучей. Поэтому волновые свойства таких частиц можно наблюдать, например, с помощью дифракции, аналогично дифракции рентгеновских лучей.

Дата добавления: 2015-05-08