ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ, волны, связанные с любой движущейся микрочастицей, отражающие их квантовую природу.

Впервые квантовые свойства были обнаружены у электромагнитного поля. После исследования М. Плспком законов теплового излучения тел (1900) в науку вошло представление о "световых порциях* - квантах электромагнитного поля. Эти кванты - фотоны - во многом похожи на частицы (корпускулы): они обладают определённой энергией и импульсом, взаимодействуют с веществом как целое. В то же время давно известны волновые свойства электромагнитного излучения - они проявляются, напр., в явлениях дифракции и интерференции света. Таким образом, можно говорить о двойственной природе фотона, о корпускулярно-волновом дуализме.

В 1924 Л. де Бройль выступил с поразительной по смелости гипотезой о том, что корпускулярно-волновой дуализм присущ всем без исключения видам матерям - электронам, протонам, атомам и т. д., причём количественные соотношения между волновыми н корпускулярными свойствами частиц те же, что и установленные ранее для фотонов. А именно, если частица имеет энергию Е и импульс р, то с ней связана волна, частота к-рой v = Е/h и длина волны Л = h/p, где h ~ 6*10-27 эрг*сек - постоянная Планка. Эти волны и получили название В. де Б.

Для частиц не очень высокой энергии Л = h/mv, где т и v - масса и скорость частицы. Т. о., длина В. де Б. тем меньше, чем больше масса частицы и её скорость. Напр., частице массой в 1 г, движущейся со скоростью 1 м/сек, будет соответствовать В. де Б. с Л ~ 10-18 А, что лежит за пределами доступной наблюдению области. Поэтому ясно, что волновые свойства несущественны в механике макроскопич. тел. Для электронов же с энергиями от 1 эв до 10 000 эв (1 зв = = 1,6*10-19дж) длины В. де Б. лежат в пределах от 10 А до 0,1 А, т. е. в интервале длин волн рентгеновых лучей. Поэтому волновые свойства электронов должны проявиться, напр., при их рассеянии на тех же кристаллах, на к-рых наблюдается дифракция рентгеновых лучей.

Первое экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля было получено в 1927 в опытах К. Дэвиссона и Л. Джермера. Пучок электронов ускорялся в электрич. поле с разностью потенциалов 100-150 в (энергия таких электронов 100-150 эв, что соответствует Л, ~ 1А) и падал на кристалл никеля, играющий роль пространственной дифракционной решётки. Было установлено, что электроны дифрагируют на кристалле, причём именно так, как должно быть для волн, длина к-рых определяется соотношением де Бройля. Волновые свойства электронов, нейтронов и др. частиц, а также атомов и молекул теперь не только надёжно доказаны прямыми опытами, но и широко используются в установках с высокой разрешающей способностью, так что можно говорить об инженерном использовании В. де Б. (см. Дифракция частиц).

Подтверждённая на опыте идея де Бройля о двойственной природе микрочастиц принципиально изменила представления об облике микромира. Если раньше частицы, напр, электроны, абсолютно противопоставлялись волнам, в частности электромагнитным, то гипотеза об универсальности корпускулярно-волнового дуализма существенно изменила положение. Поскольку всем микрообъектам (по традиции за ними сохраняется термин "частицы") присущи и корпускулярные, и волновые свойства, то, очевидно, любую из этих "частиц" нельзя считать ни частицей, ни волной в классич. понимании этих слов. Возникла потребность в такой теории, в к-рой волновые и корпускулярные свойства материи выступали бы не как исключающие, а как взаимно дополняющие друг друга. В основу такой теории - волновой, или квантовой механики - и легла концепция де Бройля, уточнение к-рой привело к вероятностной интерпретации В. де Б.

Однако ещё до построения квантовой механики было сделано несколько попыток увязать корпускулярные свойства с волновыми. Самая интересная из них - попытка рассматривать частицу как волновой пакет. При наложении ряда (вообще говоря, бесконечного числа) распространяющихся примерно по одному направлению монохроматич. волн с близкими частотами результирующая волна может приобрести вид летящего в пространстве "всплеска", т. е. в какой-то области амплитуда такой совокупности волн значительна, а вне этой области исчезающе мала. Такой "всплеск", или пакет, волн и предлагалось рассматривать как частицу, составленную из В. де Б. Сильным аргументом в пользу этой идеи являлось то, что скорость распространения центра пакета (групповая скорость) оказалась равной механич. скорости частицы. Однако скорость волны зависит от её частоты, поэтому скорости слагающих пакет В. де Б. различны и со временем пакет должен расплываться (а при определённых условиях может даже разделиться на несколько пакетов). Следовательно, представление о частицах как о волновых пакетах ошибочно.

Общепринятая интерпретация В. де Б. была дана М. Борном (1926), выдвинувшим идею о том, что волновым законам подчиняется величина, описывающая состояние частицы, т. е. её волновая функция ф, квадрат к-рой определяет вероятность обнаружить частицу в различных точках и в различные моменты времени. Волновая функция свободной частицы с точно заданным импульсом и является В. де Б. В этом случае |ф|2 = = const, т. е. вероятность обнаружить частицу во всех точках одинакова. Таким образом, В. де Б.- не какие-либо физические материальные волны, а волны вероятности.

Лит. см. при ст. Квантовая механика. В. И. Григорьев.




Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ВОЛНЫ ЖИЗНИ →← ВОЛНЫ В АТМОСФЕРЕ

Смотреть что такое ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ в других словарях:

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

        волны, связанные с любой движущейся микрочастицей, отражающие их квантовую природу.          Впервые квантовые свойства были обнаружены у элект... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

волны, связанные с любой микрочастицей и отражающие их квант. природу. В 1924 франц. физик Л. де Бройль (L. de Broglie) высказал гипотезу о т... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

волны, связанные с любой движущейся микрочастицей, отражающие квантовую природу микрочастиц. Впервые квантовые свойства были открыты у электромагнитного поля. В 1924 г. Л. де Бройль (1892 — 1987) высказал гипотезу о том, что корпускулярно-волновой дуализм присущ всем без исключения видам материи — электронам, протонам, атомам и т. д., причем количественные соотношения между волновыми и корпускулярными свойствами частиц те же, что и установленные ранее для фотонов. Следовательно, длина волны де Бройля тем меньше, чем больше масса частицы и ее скорость. Поэтому волновые свойства несущественны в механике макроскопических тел. Первое экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля получено в 1927 г.  в опытах К. Дэвиссона (1881 — 1958) и Л. Джермера. Подтвержденная на опыте идея де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме микрочастиц принципиально изменила представления об облике микромира (см. Дуализм корпускулярно-волновой). ... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ, проявление корпускулярно-волнового дуализма материи: любой "частице" с энергией E и импульсом p соответствует волна, называемая волной де Бройля, с длиной l=h/p и частотой n=E/h, где h - постоянная Планка. Гипотеза о существовании волн де Бройля, имеющих физический смысл волн вероятности (смотри Волновая функция), которую высказал Л. де Бройль в 1924, подтверждается, например, дифракцией частиц. <br>... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

проявление универс. корпускулярно-волнового дуализма материи: любой частице с энергией Е и импульсом р соответствует волна, паз. В. де Б., с длиной Л =... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ, проявление универсальной корпускулярно-волнового дуализма материи: любой "частице" с энергией Е и импульсом р соответствует волна, называемая волной де Бройля, с длиной ? ? h/p и частотой v = E/h, где h - постоянная Планка. Волны де Бройля интерпретируются как волны вероятности; их существование, на которое указал Л. де Бройль в 1924, подтверждается, напр., дифракцией частиц.<br><br><br>... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ - проявление универсальной корпускулярно-волнового дуализма материи: любой "частице" с энергией Е и импульсом р соответствует волна, называемая волной де Бройля, с длиной ? ? h/p и частотой v = E/h, где h - постоянная Планка. волны де Бройля интерпретируются как волны вероятности; их существование, на которое указал Л. де Бройль в 1924, подтверждается, напр., дифракцией частиц.<br>... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

, проявление корпускулярно-волнового дуализма материи: любой "частице" с энергией E и импульсом p соответствует волна, называемая волной де Бройля, с длиной l=h/p и частотой n=E/h, где h - постоянная Планка. Гипотеза о существовании волн де Бройля, имеющих физический смысл волн вероятности (смотри Волновая функция), которую высказал Л. де Бройль в 1924, подтверждается, например, дифракцией частиц.... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ , проявление универсальной корпускулярно-волнового дуализма материи: любой "частице" с энергией Е и импульсом р соответствует волна, называемая волной де Бройля, с длиной ? ? h/p и частотой v = E/h, где h - постоянная Планка. Волны де Бройля интерпретируются как волны вероятности; их существование, на которое указал Л. де Бройль в 1924, подтверждается, напр., дифракцией частиц.... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ, проявление универсальной корпускулярно-волнового дуализма материи: любой "частице" с энергией Е и импульсом р соответствует волна, называемая волной де Бройля, с длиной ? ? h/p и частотой v = E/h, где h - постоянная Планка. Волны де Бройля интерпретируются как волны вероятности; их существование, на которое указал Л. де Бройль в 1924, подтверждается, напр., дифракцией частиц.... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

- проявление универсальной корпускулярно-волновогодуализма материи: любой ""частице"" с энергией Е и импульсом р соответствуетволна, называемая волной де Бройля, с длиной ? ? h/p и частотой v = E/h,где h - постоянная Планка. Волны де Бройля интерпретируются как волнывероятности; их существование, на которое указал Л. де Бройль в 1924,подтверждается, напр., дифракцией частиц.... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

[по имени франц. физика Л. де Бройля(L. de Broglie; 1892-1987)] - понятие, используемое в физике для хар-ки волновых св-в движущихся частиц. Свободной ... смотреть

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

de Broglie waves, matter waves, particle waves

ВОЛНЫ ДЕ БРОЙЛЯ

• de Broglieovy vlny

T: 301