Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 30 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

30
Рассмотрим еще один пример. Длина волны де Бройля для элек-
трона, ускоренного разностью потенциалов U = 100 В, может быть най-
дена по формуле
2
h
m e U
λ
=
⋅ ⋅ ⋅
(46).
Это нерелятивистский случай, т. к. кинетическая энергия электро-
на eU = 100 эВ много меньше энергии покоя mc2 ≈ 0,5 МэВ. Расчет дает
значение λ ≈ 0,1 нм, то есть длина волны как раз оказывается порядка
размеров атома. Для таких электронов кристаллическое вещество явля-
ется хорошей дифракционной решеткой. Именно такие малоэнергичные
электроны дают отчетливую дифракционную картину в опытах по ди-
фракции электронов. В то же время такой электрон, испытавший ди-
фракционное рассеяние на кристалле как волна, взаимодействует с ато-
мами фотопластинки как частица, вызывая почернение фотоэмульсии в
какой-то определенной точке (рис. 14).
Таким образом, подтвержденная экспериментально гипотеза
де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме коренным образом из-
менила представления о свойствах микрообъектов.
Всем микрообъектам присущи и волновые, и корпускулярные
свойства, однако, они не являются ни волной, ни частицей в классиче-
ском понимании. Разные свойства микрообъектов не проявляются одно-
временно, они дополняют друг друга, только их совокупность характе-
ризует микрообъект полностью. В этом заключается сформулирован-
ный знаменитым датским физиком Н. Бором принцип дополнительно-
сти. Можно условно сказать, что микрообъекты распространяются как
волны, а обмениваются энергией как частицы.
1.6. Волновая функция.
Соотношение неопределённостей Гейзенберга
С точки зрения волновой теории, максимумы в картине дифрак-
ции электронов соответствуют наибольшей интенсивности волн
де Бройля. В области максимумов, зарегистрированных на фотопла-
стинке, попадает большое число электронов. Но процесс попадания
электронов в различные места на фотопластинке не индивидуален.
Принципиально невозможно предсказать, куда попадет очередной элек-
трон после рассеяния, существует лишь определенная вероятность по-
падания электрона в то или иное место. Таким образом, описание со-
стояния микрообъекта и его поведения может быть дано только на ос-
нове понятия вероятности.

Страницы