Гипотеза о волновых свойства электрона Луи де Бройль.

Первым гипотезу о наличии волновых свойств у атомных частиц высказал в 1924 г. известный французский ученый Луи де Бройль (1892–1987) (историк по первому образованию). Автор популярных изданий по физике, в том числе очень популярной в своё время книги, не потерявшей актуальность и по сей день – Новая физика и кванты (La physique nouvelle et les quanta, 1936). Удостоен Нобелевской премии 1929 по физике за открытие волновой природы электрона.

Гипотеза де Бройля состояла в следующем: Каждой материальной частице независимо от ее природы следует поставить в соответствие волну, длина которой обратно пропорциональна импульсу частицы: чем больше импульс, тем меньше длина волны, а чем меньше длина волны тем больше частота излучения А = h/p, или А,= h/mv.

Длина Волны =постоянная планка (энергия 1 кванта) / импульс частицы

Импульс = равный произведению массы на скорость. Чем больше масса и скорость частицы, тем меньше длина её волны.

Де Бройль искал понятную аналогию, образ, позволяющий представить электрон в атоме в виде волны. «А нельзя ли представить себе орбиту электрона струной, свернутой в кольцо? — Тогда движение электрона на орбите будет колебанием этой струны... А устойчивыми орбитами должны быть те, на которых так же, как на настоящей гармонически колеблющейся струне, уложится целое число полуволн». Длина волны по его формуле точно уложилась на квантовых орбитах атома, разрешенных теорией Бора. Однако аналогия струны в физике особо не прижилась.

В конце 1920-х годов волновая природа электрона была доказана Экспериментально отдельно друг от друга американским физиком КлинтономДэвиссоном (1881—1958) в и английским учёным Томсон сын знаменитого Джеймса Томсона, открывшего электрон. Они открыли что потоки электронов могут вызывать явление дифракции и интерференции, присущее только волнам (рассеяние микрочастиц (электронов, нейтронов, атомов и т.п.) кристаллами или молекулами жидкостей и газов, при котором из начального пучка частиц данного типа возникают дополнительно отклонённые пучки этих частиц; направление и интенсивность таких отклонённых пучков зависят от строения рассеивающего объекта). Впоследствии такая же дифракционная картина была обнаружена у протонов, нейтронов и других элементарных частиц при прохождении ими через дифракционную решетку.

В наши дни электронные волны получили практическое применение в микроскопии. Возможности оптических микроскопов оказались очень ограниченными. Самый маленький объект, который можно было разглядеть в оптический микроскоп, не должен быть по своим размерам сравним с длиной световой волны, иначе волна не отразится и на наш глаз ничего не попадёт. И уж тем более — не должен быть меньше неё. Самая короткая ультрафиолетовая световая волна - »0,005 мм. Значит, объект меньший одной тысячной миллиметра в оптический микроскоп мы уже не увидим.

Другое дело – электронные волны. Чем больше скорость летящего электрона, тем меньше длина его волны. Значит, разогнав частицы электрическим полем, можно в их лучах увидеть очень маленькие объекты, например крупные молекулы.