Корпускулярно-волновой дуализм

ГИПОТЕЗА ДЕ БРОЙЛЯ

В начале ХХ века было открыто двойственное поведение света, получившее название корпускулярно-волнового дуализма. В 1923 году Луи де Бройль предположил, что двойственная природа характерна и для движущихся частиц вещества, т.е. микрочастиц: электронов, протонов, нейтронов и т.д. По аналогии со светом частицам была сопоставлена длина волны

(13)

Здесь h — постоянная Планка, m и u — масса и скорость частицы. Это выражение называется формулой де Бройля, а сами волны ¾ волнами де Бройля. Волновые свойства летящих электронов были обнаружены в опытах при изучении прохождения их через тонкие плёнки кристаллических веществ. Была получена чёткая дифракционная картина, позволившая рассчитать длину волны. Эти волны не являются электромагнитными или механическими волнами, распространяющимися в среде. Из оптико-механической аналогии было показано, что волны де Бройля являются волнами вероятности.

Ранее было показано, что интенсивность электромагнитной волны пропорциональна квадрату её амплитуды I ~ . Если рассматривать свет как поток фотонов, то интенсивность пропорциональна числу фотонов N, проходящих через единичную площадку в единицу времени. Следовательно, I ~ N ~ Таким образом, N ~ , т.е. число фотонов пропорционально квадрату амплитуды напряжённости электрического поля световой волны. Для частиц вводится величина, называемая волновой функцией y (пси функция). Тогда квадрат модуля волновой функции, т.е. величина |y|², будет пропорциональна числу частиц, которые будут обнаружены в данной точке. Если число микрочастиц мало, то трактовка приобретает вероятностный характер. В случае одной частицы |y|² определяет вероятность её нахождения в некоторой точке пространства в данный момент времени. Итак, ещё раз отметим, что квадрат модуля волновой функции |y|² характеризует вероятность обнаружения частицы в данной точке.

Дата добавления: 2013-12-12