Электрмагниттік суле шыаруды корпускулалы-толынды дуализмі

Эксперименттен алынан барлы мліметтер жиынтыынан мынадай орытынды жасаймыз. Жары наты физикалы объект болып табылады. Жарыты кейбір жадайларда блшек трінде арастыруа болады, ал баса жадайларда толын трінде арастыруа болады.

Физикалы объект бір мезгілде корпускулалы жне толынды асиеттерге ие болса, онда мны корпускулалы-толынды дуализмі деп атайды.

Корпускулалы-толынды дуализмді классикалы ымдармен тсіндіре алмаймыз, себебі фотонды рбір уаыт мезетінде кеістікте белгілі бір орын алатын нктелік объект деп арастыруа болмайды. Жеке фотонды электр рісіні кернеулігімен сипаттауа болмайды.

Фотон дегеніміз – электромагниттік суле шыарумен байланыста болатын физикалы объект, ол энергиямен жне импульспен сипатталады.

Дріс. Зат асиеттеріні корпускулалы-толынды дуализмі

Дрісті масаты:

- зат асиеттеріні корпускулалы-толынды дуализмін оып йрену;

- Де Бройль гипотезасымен танысу.

Классикалы физикада блшек пен толынны табиатын ртрлі деп арастырады. Блшек дискретті, кеістікте те аз клем алады, ал толын болса кеістікте те лкен орын алады.

Толын бір ортадан екінші ортаа ткенде жартылай сынып, екінші ортада таралады, ал жартысы шаылып, интерференциаланады. Блшек болса бірттас, ол интерференциаланбайды.

Біра ХІХ . 20-жылдарында физикада табиатты фундаментальды заы ашылды, ол затты корпускулалы-толынды дуализмі деп аталады, мнда блшек пен толын туралы тсініктер біріктірілді.

Де Бройль гипотезасы

Блшек пен толын дуализмін бірінші рет француз алымы Луи де Бройль 1924 жылы тжырымдады.

Де Бройль идеясы бойынша, дуализм тек оптикалы былыстара ана тн емес, оны универсалды мні бар, яни корпускулалы-толынды асиеттер тек ана фотонмен бірге, барлы блшектерде болады; мысалы, электронда да болады.

Сонымен Де Бройль теориясы бойынша кез келген микрообъектіні бір жаынан корпускулалы сипаттамалары болады: энергия , импульс , екінші жаынан толынды сипаттамалары болады: жиілік , толын зындыы . Кез келген блшекті корпускулалы-толынды сипаттамалары дл фотонны сипаттамалары сияты байланысан:

, . (10.1)

Еркін озалатын блшек ретінде арастырылатын толын де Бройль толыны деп аталады.

Кез келген блшекті W энергиясы оны импульсіне р туелді . Бл туелділік р блшек шін р трлі, (себебі р блшекті табиаты р трлі, мысалы релятивистік емес блшек шін ).

Кез келген толынны жиілігі оны толынды векторына туелді; Бл туелділік дисперсия заы деп аталады. Бл за рбір толын шін ртрлі жазылады.

Сонымен, энергиясы те жоары емес озалыстаы электрона немесе кез-келген блшекке толын зындыы

(10.2)

болатын толынды процесс сйкес келеді. Мндаы жне – блшекті массасы мен жылдамдыы.

Механикадаы макроскопиялы денелерді толынды асиеттері байалмайды. Мысалы, массасы 1 г дене 10 м/с жылдамдыпен озалса, оан сйкес де Бройльды толын зындыы . азіргі уаытта элементар блшектер физикасында м-ге дейінгі араашытыта эксперимент жасауа болады, одан аз ашытыты баылай алмаймыз. Сондытан макроскопиялы денені толынды асиетін ескермейміз. Микроскопиялы блшектер шін, мысалы, энергиясы 10 эВ-тан эВ-а дейінгі электрон шін Бройль толыныны зындыы м, бл рентген сулелеріні толын зындыыны диапозоны болып табылады. Сондытан мндай электрондарды толынды асиеттері рентген сулелеріні дифракциясы байалатын кристалдармен шашыратанда крінеді.

Де Бройль гипотезасын америка алымдары К.Девиссон мен Л.Джемер эксперимент жзінде электрондар аыныны интерференциясын зерттегенде длелдеді. П.С. Тартаковский жне Г.П. Томсон бір-біріне туелсіз электрондарды металл фольгадан ткен кездегі дифракциясын баылады. Л.М. Биберман, Н.Г. Сушкин и В.А. Фабрикант (1949 ж.) тжірибелерінде толынды асиеттер микроблшектер аынына емес, жекелеген микроблшектерге тн екенін длелденді.