Корпускулярно-волновой дуализм в объяснении свойств вещества.
ЭM
поле, в частности, свет,
проявляет двойственную природу, и это
подтверждено в экспериментах. Квантовая
механика, созданная для описания свойств
квантовых объектов, основывается на
предположении Л.
де Бройля
о том, что так же как свету присущи
одновременно свойства частицы (корпускулы)
и волны, так и электроны
и
любые
другие частицы материи наряду
с
корпускулярными обладают также
волновыми свойствами.
Каждому такому объекту присущи как
корпускулярные характеристики — энергия
E
и
импульс
p,
так и волновые характеристики
частота
и
длина
волны
.
Соотношение
между корпускулярными и волновыми
характеристиками частиц такие же, как
для фотонов 
и
Чтобы это проверить, следует знать примерный масштаб величин. Например, в движении электронов, управляемом ЭМП - электроны, вылетевшие из горячего катода попадают в электростатич. поле с разностью потенциалов U, их энергия -
и, тогда, по де Бройлю, длина волны,
отвечающая электрону,
10-8
см.
Гипотеза де Бройля была подтверждена экспериментально в экспериментах по дифракции электронов на монокристаллах металлов (естественных дифракционных решетках, опыты Девиссона и Джермера, 1927) и на поликристаллич. пленках (опыты Томсона и Тартаковского, 1928). Даже в случае чрезвычайно слабых пучков, когда каждый электрон проходил препятствие независимо от других электронов пучка, формировалась дифракционная картина как в проходящем, так и в отраженном пучке электронов. Электроны, микрочастицы вещества, очевидно, проявляли волновые свойства.
Полная энергия частицы определяется соотношением
здесь
соответствует
частоте волны де Бройля. Таким образом,
любой частице, обладающей импульсом
(в
том числе и частице, в отличие от фотона,
обладающей массой покоя), сопоставляется
волновой процесс с
длиной волны
определяемой по формуле
де Бройля:
Cвoбoднoе
(т.е., в отсутствие внешнего действия)
движение ч-цы вдоль оси Ох
описывается как
где
волновое
число.Здесь и далее комплексное выражение волновой функции используется в связи с принятым в теоретич. физике формализмом. Эта функция выражает гармоническую волну с частотой (или 0), распространяющуюся с амплитудой A вдоль одной из осей. Действительная часть этой функции
описывает синусоидальный волновой
цуг, т.е.
или
Корпускулярно–волновой дуализм представляется универсальным свойством материи. Это свойство существенным образом проявляется только для микрообъектов. Для макроскопических тел длины волн де Бройля исчезающее малы (так, например, частице массой 1г, движущейся со скоростью 1м/с, соответствует длина волны де Бройля с
10-33
м
и
волновыми эффектами следует пренебрегать.
Согласно де Бройлю движущемуся электрону ставится в соответствие волна
Если электрон движется вокруг атома,
то в стационарном состоянии волна
должна повторять саму себя. Следоват-но,
в атомах должны быть только такие
орбиты, длина к-рых кратна волне де
Бройля, и поэтому
но
тогда
а это и означает, что
условие
квантования
орбит
в соответствии с правилом Зоммерфельда-Бора
(здесь
L
момент
импульса электрона на орбите, и L
м-т принимать только дискретные
значения,
см. лекцию КвФ_16).
Т.о., гипотеза о волновых свойствах
частиц вещества естественно и
непосредственно приводит
к необходимости квантования динамических
переменных.