Корпускулярно-волновой дуализм. Гипотеза Луи де Бройля. Дифракция электронов

Корпускулярно-волновой дуализмЧастице, имеющей определенный импульс (количество движения) Р, согласно идее (догадке) Луи де Бройля, соответствует волновой процесс с длиной волны.

Энергия частицы и её импульс не являются «внутренними» или «собственными» характеристиками частицы. Обе эти величины зависят от выбора системы отсчета ! В разных системах отсчета одной и той же частице будут соответствовать разные волновые процессы. Инвариантом «волнового процесса — частицы» (величиной, не зависящей от того, в какой системе отсчета частица рассматривается).


Волновые свойства частиц наглядно проявляются в экспериментах по дифракции электронов. Для электронов, как и для света можно поставить опыт Юнга с двумя щелями.

Поток электронов, движущихся с одинаковыми скоростями, падает в условиях этого эксперимента на две щели в непрозрачной для электронов стенке. Электроны создают на экране, расположенном за стенкой, интерференционную картину, аналогичную картине интерференции света на двух щелях. Интенсивность потока электронов можно уменьшать до такой величины, что через эти две щели будут пролетать только по одному электрону в секунду. Каждый электрон, попадая на экран, создает точку (пятнышко) на фотопластинке, размещенной на экране. При этом длительная экспозиция фотопластинки все равно создает интерференционную картину. Это означает, что каждый электрон пролетает одновременно через оба отверстия в стенке!

Если поток электронов определенной энергии направить на поверхность кристалла, то этот поток расщепляется на несколько потоков после отражения от поверхности. Электроны, как и световые волны, дифрагируют на пространственных периодических решетках. В описываемом случае решеткой являются упорядоченно расположенные на поверхности кристалла молекулы (или атомы). Такие эксперименты впервые провели Лауэ и Вульф с Бреггом.