Элементы квантовой механики. Кузнецов В.Л - 1 стр.

            1. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.
              СООТНОШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ

                 Основные теоретические сведения

    Корпускулярно-волновой дуализм является важнейшим внутренним свой-
ством всех материальных объектов природы и заключается в том, что они об-
ладают одновременно корпускулярными и волновыми характеристиками. Мно-
гочисленные эксперименты доказывают, что электроны, нейтроны, электромаг-
нитное излучение и т.п. в одних условиях проявляют признаки частиц, движу-
щихся по классическим траекториям и обладающих определенными энергией и
импульсом, а в других — обнаруживают свои волновые свойства, характерные
для явлений интерференции и дифракции.
    Впервые корпускулярно-волновой дуализм был обнаружен у света. Опыты
по интерференции, дифракции и поляризации свидетельствовали о его волно-
вой природе. Вместе с тем, закономерности равновесного теплового излучения
привели в 1900 г. М. Планка к необходимости принять гипотезу о дискретном
(порционном, квантовом) характере излучения. В 1905 г. А. Эйнштейн ввел по-
нятие частиц света — фотонов, несущих квант (порцию) энергии Eф и обла-
                     r
дающих импульсом pф . Согласно М. Планку эти характеристики связаны с
частотой ν и длиной волны λ электромагнитного излучения формулами
                                                r    hr
                              Eф = hν     и     pф = n ,              (1.1)
                                                     λ
                                                r
где h = 6,63.10–34 Дж.с — постоянная Планка, n — единичный вектор направ-
ления движения фотона.
    Гипотеза о фотонах была подтверждена за-
кономерностями явления фотоэффекта, тор-                   фотоны
мозного рентгеновского излучения и эффекта                           А
                                                    K         e
Комптона. Количественные сведения о фото-
эффекте были получены в экспериментальной
установке, схема которой приведена на рис. 1.1.
С металлической пластины К (катода), поме-
щенной внутри откачанного стеклянного бал-
лона, при облучении светом вылетали электро-
ны, которые, попадая на пластину А (анод),                 U
приводили к возникновению электрического                 Рис. 1.1
тока в цепи. Полученные результаты Эйнштейн
объяснил как выбивание электронов при бомбардировке поверхности катода
фотонами. В этом случае закон сохранения энергии записывается в виде фор-
мулы Эйнштейна для фотоэффекта
                                      Eф = А + T,                     (1.2)
где А — работа выхода электронов из вещества анода (характерная для каждо-
го твердого или жидкого вещества величина, равная минимальной энергии, не-
обходимой для удаления из него электрона в вакуум), T — максимально воз-