ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Корпускулярно-волновой дуализм света из "Химическая связь" В течение нескольких веков удовлетворительное научное описание света представляло собой сложнейшую задачу для физиков. В ХУП в. между школами Ньютона и Гюйгенса велась ожесточенная полемика относительно того, является ли свет потоком частиц или волной. [c.15] Тот факт, что свет распространяется по прямой, отражается, преломляется и обладает количеством движения, заставляет предположить, что свет представляет собой поток частиц (корпускулярная модель света). Однако явления дифракции и интерференции находят наиболее естественное объяснение в волно вой модели света. В то время, когда была предложена квантовая теория, волновая модель доминировала, так как то, что было известно относительно корпускулярного поведения света, большей частью удавалось объяснить на основе волновой модели. [c.15] Спектр электромагнитных волн. [c.16] ХОТЯ среда, в которой происходит распространение волны — эфир , казалась весьма неопределенной. [c.16] Видимый свет, как и рентгеновские, инфракрасные и ультрафиолетовые лучи, является электромагнитным излучением. Скорость света в вакууме постоянна (3 10 м с ) и не зависит от его частоты V или длины волны X. На рис. 2.1 показана часть электромагнитного спектра, представляющая наибольший интерес в современных исследованиях, и приведены принятые названия для разных областей длин волн. Отметим, что видимый свет составляет лшиь очень узкую полосу всего спектра. [c.16] Слово электромагнитное употребляют для описания этого излучения потому, что на языке волн ему соответствуют электрические и магнитные поля, изменяющиеся с частотой излучения. Свет поглощается или рассеивается веществом либо посредством взаимодействия его электрического поля с электрическими зарядами атомных частиц, либо посредством взаимодействия его магнитного поля с магнитными моментами атомных частиц. Первое из двух названных взаимодействий намного сильнее, поэтому в данной книге при рассмотрении поглощения света веществом будем учитывать только электрическое взаимодей ствие. [c.16] В последние годы XIX в. ведущее положение волновой модели света было поколеблено экспериментами, показавшими, что облучение светом металлических поверхностей вызывает испускание электронов. Этот так называемый фотоэффект оказал не только большое влияние на развитие квантовой теории, но, как будет видно в гл. 5, превратился в последние годы в важное средство исследования электронных энергий молекул. [c.16] Корпускулярная интерпретация фотоэффекта очевидна. Каждый фотон, поглощаемый металлом, может вызвать испускание одного электрона при условии, что энергия фотона, переданная электрону, достаточна, чтобы электрон мог покинуть поверх ность металла. С увеличением интенсивности света возрастает число фотонов, но не их энергия. Это приводит к увеличению числа испускаемых электронов, при этом их энергия остается неизменной. [c.18] Указанная интерпретация фотоэффекта учитывает как волновые, так и корпускулярные свойства света. В настоящее время принято считать, что свет имеет двойственную корпускулярноволновую природу и что для каждого эксперимента следует пользоваться той моделью, которая приводит к более простой интерпретации. Так, комптоновское рассеяние рентгеновских лучей на электронах в твердом теле удобнее рассматривать как столкновение двух частиц фотона и электрона. Здесь нет противоречия свет есть свет, и только из сообрал ений удобства здесь используются такие привычные понятия, как волна и частица. [c.18] Постулируя, ЧТО частицы вещества должны обладать волновыми свойствами, де Бройль применил уравненрге (2.4) не только к фотонам, но и к волнам материи. Несмотря на то что постулат де Бройля на первый взгляд устанавливает тесную аналогию между светом и веществом, не следует упускать из виду существенную разницу между ними, состоящую в том, что частицы вещества именит массу покоя, а фотоны нет. Учитывая эту ого-ворку, молено теперь перейти к рассмотрению уравнения, которое описывает волны материи. [c.19] Вернуться к основной статье