А)Опыт к. Дэвиссона и л. Джермера (1927 г.)

Проводилось исследование отражения электронов от монокристалла никеля. Установка включала в себя монокристалл никеля, сошлифованный под углом и установленный на держателе. На плоскость шлифа направлялся перпендикулярно пучок монохроматических электронов.Под углом к падающему пучку электронов устанавливался цилиндр Фарадея, соединённый с чувствительным гальванометром. По показаниям гальванометра определялась интенсивность отражённого от кристалла электронного пучка. Вся установка находилась в вакууме.В опытах измерялась интенсивность рассеянного кристаллом электронного пучка в зависимости от угла рассеяния, от азимутального угла, от скорости электронов в пучке.Опыты показали, что имеется ярко выраженная выборочность рассеяния электронов. При различных значениях углов и скоростей, в отражённых лучах наблюдаются максимумы и минимумы интенсивности. Таким образом наблюдалась дифракция электронов на кристаллической решётке монокристалла. Опыт явился блестящим подтверждением существования у микрочастиц волновых свойств.

B) Опыт Томсона и Тартаковского.

Г. Томсон и независимо П.С. Тартаковский (1927г.) выполнили следующий простой опыт. Узкий пучок моноэнергетических электронов направлялся на тонкую металлическую фольгу ,проходил сквозь фольгу и далее попадал на фотопластинку. Электрон при ударе о фотопластинку вызывает такое же действие, как и фотон, т.е. засвечивает фотопластинку. Исходя из классических представлений, в центре фотопластинки мы должны увидеть тёмное пятно. Все электроны должны попасть сюда. На самом деле на фотопластинке наблюдалась система дифракционных светлых и тёмных колец, то есть происходила дифракция электронов на кристаллической структуре фольги и последующая регистрация электронов фотопластинкой

4. Особенности описания движения микрочастиц. Соотношения неопределенностей.

Согласно гипотезе де Бройля, движущаяся частица обладает волновыми свойствами, и этими свойствами нельзя пренебречь, если длина волны де Бройля частицы сравнима или больше характерного размера области движения частицы. Условие выполняется для частиц малых масс, движущихся в областях, размеры которых сравнимы с размерами атомов. Такие частицы в дальнейшем будем называть микрочастицами. Наличие у микрочастицы волновых свойств , как это следует из соотношений неопределенностей Гейзенберга, делает невозможным одновременное точное определение координат и импульса микрочастицы. Следовательно, механическое состояние микрочастицы не может быть задано классическим способом, а представление о траектории движения микрочастицы принципиально не может быть использовано для описания ее движения.

Обнаружение волновых свойств микрочастиц означает, что классическая механика не может дать правильного описания поведения микрообъектов. Новая физическая теория, устанавливающая законы движения и взаимодействия микрочастиц и фотонов с учетом их волновых и корпускулярных свойств, была разработана, главным образом, тремя физиками: Э. Шредингером (австр.), В. Гейзенбергом (нем.) и П. Дираком (англ.) в начале ХХ века и получила название волновой или квантовой механики. В классической механике всякая частица движется по определённой траектории, так что ее координаты и импульс могут быть точно рассчитаны для любого момента времени. Совсем по иному обстоит дело, если рассматривается вопрос о локализации волнового процесса, т.е. о месте нахождения волны в данный момент времени. Ведь волна не имеет ни определенной траектории, ни определенной координаты. Т.о. возникает необходимость внести некоторые ограничения в применении к объектам микромира понятий классической механики. Эти ограничения сформулированы Гейзенбергом и получили название соотношений неопределенностей. Основное из них гласит: чем точнее определены какие-либо из координат частицы, тем больше неопределенность в значении составляющей импульса (или скорости) в том же направлении, и наоборот. Из соотношения неопределенностей следует: если положение частицы точно известно (Δx=0), то в этом состоянии проекция импульса на ось х-ов совершенно не определена (Δpх → ∞), и наоборот.