Теория электрона де Бройля

Луи де Бройль (род, в 1892 г,) — французский физик, автор гипотезы о волновых свойствах материи, которая легла в основу квантовой механики, Работал также в области теории электронов, строения атомного ядра, теории распространения электромагнитных волн, В 1929 г. награжден Нобелевской премией, с 1958 г. — иностранный член Академии наук СССР. [c.70]

Теория электрона де Бройля [c.24]

Блестящим подтверждением теории де Бройля являются дифракция электронов и поведение потока электронов в электронном микроскопе, подобное световому лучу. [c.40]

Применение теории де Бройля к атому водорода приводит к интересным результатам и, в частности, к новому толкованию первого постулата Бора. Если длина волны электрона X = h/mv, то можно представить, что состояние атома устойчиво в том случае, если на его орбите укладывается целое число длин волн (стоячие волны) [c.40]

Впоследствии он, не приводя существенно новых доводов, снова защищал эту идею теории электронной таутомерии в ее первоначальной форме. При этом Разумовский утверждал, что его подход, в противовес господствующей статистико-вероятностной трактовке микроявлений , отвечает последним высказываниям де Бройля, считавшего целесообразным возвращение к пространственно-временным образам при трактовке явлений микромира 49, стр. 1238]. [c.140]

Квантовая механика (М. Планк, Л. де Бройль, Э. Шредингер, В. Гейзенберг) изучает движение и энергетическое состояние микрочастиц. Она позволила по-новому взглянуть на строение атома. Согласно квантово-механической теории электрон в атоме обладает двойственной природой ему приписываются свойства как частиц, так и волны. Волновое же движение электрона в атоме может быть выражено волновым уравнением, выведенным Э. Шредингером (1926) [c.11]

Блестящим подтверждением теории де Бройля оказалась диффракция электронов и, наконец, электронный микроскоп, в котором поток электронов ведет себя подобно световому лучу. [c.40]

Относя это уравнение к электронной волне и пользуясь теорией де Бройля, выразим длину волны через кинетическую энергию электрона [c.701]

В связи с уменьшением числа часов, отводимых на чтение лекции по химии, возникла необходимость пересмотра материала лекций в сторону его сокращения. По программе тема Строение атома должна быть обязательно раскрыта, и на это приходится отводить не более чем полторы лекции. Целесообразно начать лекцию о составе атома, какие частицы входящего образуют, их зарядах, массах, когда они открыты и кем. Затем напомнить студентам о модели атома Резерфорда. Особенную трудность вызывает необходимость очень кратко и в то же время доходчиво изложить основные положения квантовой механики. При изложении вопроса о двойственной природе объектов микромира достаточно привести уравнение Де-Бройля (без вывода) и обсудить его, привести примеры, экспериментально доказывающие волновые свойства потока электронов. Рассказать, что О положении электрона в атоме можно судить только с точки зрения теории вероятности. Дать квантовомеханическую модель электрона как облака отрицательного электричества, имеющего определенную форму и размеры, рассказать, что означает понятие орбиталь . [c.170]

Основы квантовой механики атома. Соотношение де Бройля. Уравнение Шредингера. Химические процессы сводятся к превращению молекул, т. е. к возникновению. и разрушению связей между атомами. Поэтому важнейшей проблемой химии всегда была и остается проблема химического взаимодействия, тесно связанная со строением и свойствами веществ. Современная научная трактовка вопросов химического строения и природы химической связи дается квантовой механикой — теорией движения и взаимодействия микрочастиц (электронов, ядер и т. д.). [c.8]

Исходя из известной в механике аналогии между траекториями частиц и световыми лучами с одной стороны и из установленной к тому времени двойственной природы света (волна — фотоны) и положений теории относительности, де Бройль высказал идею о двойственной природе электрона и вообще всех частиц (1923). Согласно де Бройлю, устанавливается соответствие между движением частицы и распространением некоей волны, причем величины, описывающие волну, должны быть связаны с динамическими характеристиками частицы соотношениями, которые содержат постоянную Планка /г . [c.7]

Начиная с середины 20-х годов текущего века в развитии учения о строении атомов наметился перелом, обусловленный влиянием новой физической концепции (т. е. познавательной идеи), выдвинутой в 1924 г. де-Бройлем. Если еще из самой квантовой теории вытекало и путем изучения столкновений фотонов с электронами было экспериментально подтверждено, что каждая электромагнитная волна одновременно обладает свойствами частицы, то, по де-Бройлю, имеет место и обратное каждая [c.85]

Современная квантовомеханическая теория строения атомов и молекул, разработанная Де-Бройлем, Шредингером, Гейзенбергом и др., учитывает двойственность природы электронов и других микрообъектов, т. е. их корпускулярно-волновые свойства. Свет также обладает корпускулярно-волновыми свойствами, что обнаруживается в ряде различных явлений в его интерференции и дифракции, с одной стороны, в его фотоэффекте и давлении — с другой. Двойственность природы света обнаруживается и в уравнении, связывающем количество движения фотона тС с длиной волны X. Это уравнение легко получается из уравнений Планка (И,6) и Эйнштейна (В,1). Сопоставляя эти два уравнения, получим [c.64]

До 1924 г. ученые считали, что наблюдаемые свойства электрона вполне соответствуют представлениям о нем как об очень небольшой электрически заряженной частице, во всем похожей, кроме размера, на шарик подшипника, несущий электрический заряд. Но в 1924 г. французский физик Луи де Бройль (род. в 1892 г.) установил волновой характер электрона. Исследуя квантовую теорию при подготовке докторской диссертации в Парижском университете, он установил, что выявляется поразительная аналогия между свойствами электронов и свойствами фотонов, если движущемуся электрону приписать некоторую длину волны. Такая длина волны электрона называется сейчас длиной волны де Бройля. [c.70]

Следуя теории Бора для атома водорода, Зоммерфельд предложил такое правило квантования, что при его применении к атому водорода модель Бора не противоречит волновой природе электрона, постулированной де Бройлем. Вывести выражение для уровней энергии атома водорода, используя правило Зоммерфельда, согласно которому разрешенные электронные орбитали представляют собой окружности с длиной, кратной длине волны электрона. [c.405]

В 1924 г. молодой французский физик Луи де Бройль выдвинул встречную гипотезу не только излучение обладает корпускулярными свойствами, но и материальные частицы обладают волновыми. Из теории колебаний известно, что колебания струны устойчивы во времени только тогда, когда на ее длине укладывается целое число полуволн, т. е. когда образуется стоячая волна. Де Бройль экстраполировал представления о стоячих волнах на боровскую модель атома, предположив, что электрон-волна может устойчиво существовать на орбите только в том случае, если длина его орбиты 2пг равна целочисленному кратному п от длины волны X 2пг = = пк. Совместное рассмотрение этого уравнения с первым постулатом Бора (4) приводит к формуле де Бройля для длины волны [c.77]

Волны материи. По де Бройлю, уравнение (1.5) справедливо также для частиц, если вместо с подставить скорость частицы v к — длина волны, присущая движущейся частице.. Теория подтверждается дифракцией электронов и нейтронов на кристаллах. Справедливо выражение [c.392]

В самом металле, однако, имеются регулярно расположенные ионы Ыа+, присутствие которых возмущает эти электронные волны. Ситуация не сильно отличается от той, которая возникает при прохождении сквозь кристалл рентгеновских лучей. Такие волны испытывают относительно слабое поглощение, за исключением волн с определенными длинами, удовлетворяющими условию Брегга. Можно сказать, что рентгеновские лучи, соответствующие этим длинам волн, не проходят сквозь кристалл. Параллель с волнами де Бройля для электронов теперь очевидна. Для любого заданного направления распространения имеются запрещенные значения К и, следовательно, согласно формуле (12.1), запрещенные значения энергии. Таким образом, наличие зон запрещенной энергии связано со структурой кристалла. Правда, вследствие трехмерности металла разрывы непрерывности появляются при различных значениях энергии и для различных направлений распространения волн. Вопрос, следовательно, не столь прост, как может показаться на основании нашей трактовки. Применение более совершенного метода, связанного с именем Бриллюэна (см. [251]), показывает, что зонный характер уровней энергии вытекает не только из наших рассуждений, а подтверждается и строгой теорией. [c.347]

Эти затруднения, по-видимому, имеют принципиальный характер. Точно так же как геометрическая оптика, не учитывающая явлений дифракции, принципиально не в состоянии объяснить существования предела разрешающей способности микроскопа. Указанные выше трудности можно преодолеть с позиций более широкой (универсальной) теории, а именно теории, основанной на теории волн вещества, так называемой волновой механики. Основы волновой механики заложены в 1924 г. де-Бройлем, а вскоре после этого (в 1926 г.) Шредингер использовал ее для построения теории атома водорода. В соответствии с этой теорией движение материальных частиц, например электронов, описывается волновыми уравнениями, совершенно аналогично тому, как в волновой теории света описываются световые лучи. [c.114]

Дальнейшее развитие волновой механики позволило устранить эти недостатки боровской теории. Квантовомеханическая модель основана на следующих двух принципах 1) концепции де Бройля, согласно которой каждая движущаяся частица обладает некоторыми волновыми свойствами 2) принципе неопределенности Гейзенберга. Оба они — и принцип неопределенности, и представление о волновой природе электрона — при теоретических приложениях требуют статистической обработки полного набора экспериментальных результатов. Этот подход приводит к уравнению Шредингера, которое можно записать в символической форме [c.30]

Уже первоначальная примитивная теория Де-Бройля была крупным успехом по сравнению с теорией Бора, так как она сделала излишним постулирование первого условия Бора, выводя его как следствие из общих квантовомеханических принципов. Рассмотрим некоторую стационарную боровскую орбиту радиуса а. Длина ее равна 2тса. Для того чтобы на этой орбите электрон двигался стационарно, необходимо, чтобы его фазовая волна на ней точно укладывалась целое число п раз. Это условие стационарности очевидно и оно давно известно в гидродинамике. Длина фазовой волны, согласно соотношению (15) Де-Бройля, Х = —. Таким образом, орбита будет стационарной, если п = 2-а или [c.103]

Опыт полностью подтвердил эти выводы из квантовой механики. Еще в 1921 г. Дэвисон и Кунсман нащли, что отражение электронов от алюминиевой фольги происходит преимущественно в определенных направлениях, но тогда это явление не могло быть объяснено. После появления теории Де-Бройля, Дэвисон и Гер мер (1927) детально изучили отражение электронов от кристаллов методами Лауэ и Брэггов и нашли пол- [c.169]

Теория де-Бройля. Создателем квантовой (или волновой) механики является де-Бройль (1924). В его работе последовательно осуществлено распространение дуализма волн и корпускул света на обычные материальные частицы и тела. Основное допущение де-Бройля заключается в том, что с каждой материальной частицей (фотоном, электроном, протоном и т. д.) связан некоторый периодический процесс, природы которого мы пока рассматривать не будем. Если частица движется, то. неподвижному наблюдателю этот процесс будет представляться в виде распространяющейся волны, которую назовем фазовой волной2. Последнюю ни в коем случае не следует отождествлять с электромагнитной волной или с другими известными нам раньше волновыми процессами де-Бройль показал, что движение частицы можно привести в тесное соответствие с движением ее фазовой волны, если последней приписать частоту, вытекающую йз обоих соотношений (3) и (5) [c.63]

Теория Шредингера легко может быть обобщена на случай любого числа частиц, движущихся в любом силовом поле, но решение уравнения Шредингера часто представляет огромные математические трудности и может быть сделано в этих случаях лишь приближенно. Существенное ограничение уравнения Шредингера заключается в том, что в нем не приняты во внимание релятивистические поправки оно применимо поэтому лишь к частицам, скорость движения которых не очень приближается к скорости света2. Это сильно ограничивает в некоторых случаях применимость квантовой механики в изложенной форме (например к движениям электронов внутри атомного ядра). Следует также отметить, что, давая амплитуде фазовой волны определенное физическое истолкование (см. ниже), теория Шредингера, так же как и теория де-Бройля, оставляет открытым вопрос о самой природе фазовых волн. [c.67]

Модель одномерного атома позволяет понять, почему электрон, находящийся в атоме в стационарном состоянии, не излучает электромагнитной энергии (второй постулат теории Бора). Согласно модели Бора — Резерфорда, электрон в атоме совершал непрерывное движение с ускорением, т. е. все время менял свое состояние в соответствии с требованиями электродинамики, он должен при этом излучать энергию. В одномерной модели атома стационарное состояние характеризуется образованием стоячей волны де Бройля пока длина этой волны сохраняется постоянной, остается неизменным и состояние электрона, так что никакого излучения пронсхо- дить не должно. [c.75]

Для дисперсионного аналнза дисперсных систем в коллоидной химии широко используется электронная микроскопия. Ее теоретические основы во многом сходны с теорией световой микроскопии. Как показывает уравнение (V. 1), увеличение разрешающей способности микроскопа можно обеспечить уменьшением длины волны лучей, освещаюы1,их образец. Для достижения наибольшей разрешающей способности вместо световых лучен в электронном микроскопе используют поток электронов. Длина волны движущейся частицы по де Бройлю составляет [c.250]

В основу модели атома Шрёдингер положил математическое описание стоячей волны, включив в него соотношение де-Бройля. Такой метод дает стационарный характер движения электрона в пространстве, удовлетворяя требованиям принципа неопределенности. Решение получающегося уравнения оказывается возможным не при всех значениях энергии Е, а лишь при некоторых, называемых собственными значениями энергии. Соответствующие им функции г) называются собственными функциями. Иногда для одного собственного значения имеется т различных собственных функций. Тогда говорят, что данный уровень энергии т-кратно вырожден. Дискретный характер собственных значений энергии правильно отражает квантовые свойства микросистем, являясь естественным результатом решения волнового уравнения. Ранее это важнейшее положение было введено в теорию Бора как постулат. [c.164]

Атомы И молекулы — системы, построенные из микрочастиц — 51дер и электронов. В начале XX в. выяснилось, что классическая физика не в состоянии правильно описать состояние этих систем. Бор создал теорию атома, носящую его имя, сохранив планетарную модель атома Резерфорда и введя в нее новые идеи квантовой теории Планка — Эйн-щтейна. Поразительный успех теории Бора в описании атома водорода и объяснении его спектра не мог быть распространен на более сложные атомы из-за противоречивости между квантовыми и классическими представлениями, лежащими в ее основе. Однако теория Бора оставила глубокий след в физике. Новая физическая теория — квантовая механика возникла из работ де Бройля, Шредингера, Гейзенберга, Дирака и др. [c.7]

Гипотеза де Бройля. Началом нового этапа развития теории атома послужили представления Луи де Бройля о двойственной природе " движения микрообъектов, в частности электрона. В 1924 г. он выступил с поразительной по смелости гипотезой, в соответствии с которой корпускулярно-волновой дуализм присущ всем без исключения видам материй. Причем количественное соотношение между волновыми и корпускулярными свойствами атом-но-молеку./1ярных частиц подобно установленному ранее для фотонов, т. е. [c.46]

Принятие илн непринятие основных постулатов квантовой механики зависит от всей совокупности опытных данных, относящихся к микромиру, и, хотя дифракция электронов весьма убедительно свидетельствует в пользу представлений де Бройля, все же остается несомненным, что волномеханический аспект должен привести и к прогнозам, имеющим более прямое и непосредственное отношение к вопросам химии. Одним из таких открытий является туннельный эффект, значение которого мы еще подчеркнем в дальнейшем. Другое важное явление, имеющее квантовую природу и совершенно неожиданное с точки зрения теории Бора, — это сверхтонкое взаимодействие. Волновая природа электрона проявляется в том, что электрон некоторое время проводит около ядра это влечет за собой различные последствия расщепление спектральных линий или даже полный захват электрона ядром, а также проявление магнитных взаимодействий на малых расстояниях. [c.76]

Следующий этап в становлении квантовой теории строения атома начался с теоретического обоснования французским ученым де Бройлем двойственной природы материальных частиц, в частности электрона. Распространив идею Эйнштейна о двойственной природе света на вещество, де Бройль постулировал (1924 г.), что поток электронов наряду с корпускулярным характером обладает и волновыми свойствами. Исходя 1i3 учения о корпускулярноволновой природе частиц вещества, австрийский физик Шрёдингер и ряд других ученых разработали теорию движения микрочастиц — волновую механику, которая привела к созданию современной квантово-механической модели атома. [c.77]

Волновой характер электрона был открыт французским физиком Луи де Бройлем (родился в 1892). Проводя теоретические исследования в области квантовой теории при подготовке докторской диссертации в Парин ском университете, он установил, что поразительная аналогия между свойствами электронов и свойствами световых квантов выявляется, если двии ущемуся электрону приписать некоторую длину волны. Такая длина волны электрона называется сейчас длиной волны де Бройля. [c.154]

Длина волны электрона и орбита Бора. Де Бройль высказал мысль, что даваемая его уравнением длина волны электрона имеет как раз такую величину, чтобы быть в резонансе с электронными волнами в носледова тельных круговых орбитах Бора. В качестве примера можно взять круго аую орбиту Бора с главным квантовым числом п = Ъ. Длина такой орбиты, в 2л раз превышающая радиус, точно в 5 раз больше длины волны де Бройля для электрона, движущегося со скоростью, определяемой теорией Бора для электрона, находящегося на этой орбите. Таким образом, можпо считать, что электронные волны усиливают друг друга при движении электрона вокруг ядра по этой орбите если же орбиты будут несколько больше или меньше, то волны будут ослабляться. [c.155]

Поля распространяются в пространстве в виде волн — световых, звуковых, гравитационных и т. д. Французский ученый Луи де Бройль ввел представление о том, что каждой материальной частице (корпускуле, лат. orpus ula — тельце) соответствует своя волна. Так возникло ныне признанная всеми теория корпускулярно-волнового дуализма (лат. duo — два, dualis — двойной, двойственный). Например, электрон при определенных условиях обнаруживает волновые свойства. Это доказано экспериментально путем дифракции электронов. Созданы электронные микроскопы, позволяющие достигать увеличения во много сотен тысяч раз и дающие возможность изучать строенне мельчайших образований (например, вирусов) и даже молекул. [c.7]