Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 24 стр.

     Длина волны Де-Бройля
     Диалектическое единство корпускулярных           и волновых свойств
электромагнитного излучения.
     Рассмотренные выше явления - излучение абсолютно черного тела,
фотоэффект, эффект Комптона, линейчатые спектры излучения атомов служат
доказательством квантовых ( корпускулярных) представлений о свете как о
потоке фотонов. С другой стороны, такие явления, как интерференция,
дифракция и поляризация света, убедительно подтверждают волновую
(электромагнитную) природу света. Наконец, давление света и преломление
света объясняются как волновой, так и квантовыми теориями. Таким образом,
электромагнитное излучение обнаруживает единство, казалось бы,
взаимоисключающих свойств – непрерывных ( волны) и дискретных ( фотоны),
которые взаимно дополняют друг друга.
     Свойства непрерывности, характерные для электромагнитного поля
световой волны, не следует противопоставлять свойствам дискретности,
характерным для фотонов. Свет, обладая одновременно корпускулярно-
волновыми свойствами, обнаруживает определенные закономерности в их
проявлении. Так, волновые свойства света проявляются в закономерностях его
распространения, интерференции, дифракции, поляризации, а корпускулярные
– в процессах взаимодействия света с веществом. Чем больше длина волны, тем
меньше энергия в импульсах фотона и тем труднее обнаруживаются квантовые
свойства света ( с этим связано, например, существование « красной границы»
фотоэффекта). Наоборот, чем меньше длина волны, тем больше энергия и
импульс фотона и тем труднее обнаруживаются волновые свойства света.
     В 1924 г. де Бройль предложил распространить идею дуализма не только
на фотоны – частицы света, но и вообще на все микрочастицы. Согласно де
Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны,
корпускулярные характеристики – энергия ε и импульс р, а с другой – волновые
характеристики – частота ω и длина волны λ. Количественные соотношения,
связывающие корпускулярные и волновые свойства частиц, такие же, как для
фотонов: ε =hν, р=hv/c= h/λ (см. формулу (1.17)).
     Таким образом, любой частице, обладающей импульсом, сопоставляют
волну, длина которой вычисляется по формуле де Бройля,
                                          h
                                   λ=       ,      (1.31)
                                          p
где p – импульс частицы; h – постоянная Планка.
     Для нерелятивистского случая, когда скорость частицы значительно
меньше скорости света в вакууме ( v << c ), длина волны де Бройля частицы,
имеющей массу m и движущейся со скоростью v определится по формуле
                                        h
                                  λ=      .
                                       mv


                                     24