Корпускулярно-волновой дуализм света

Корпускулярно-волновой дуализм света [c.15]

В рассматриваемом диапазоне свет проявляет не только волновые свойства (дифракция, интерференция, поляризация и др.), но и квантовые или корпускулярные, такие как фотоэффект, излучение и поглощение атомов и др. В то же время движущиеся частицы проявляют волновые свойства (дифракция электронов). Этот корпускулярно-волновой дуализм материи лежит в основе квантовой механики. [c.91]

Одной из задач, которые ставит перед собой теоретическая физика, является вывод формул, описывающих то или иное явление или свойство (мы уже об этом упоминали). Итогом теории служит формула, связывающая физические величины разной природы. Физические величины имеют размерность. Уже из этого ясно, что формулы не могут содержать только безразмерные числа. Среди входящих в них размерных величин, по-видимому, должны присутствовать численные характеристики элементарных частиц и электронов — их массы, заряды разной природы, спины. Опыт последнего столетия убедительно показывает, что необходимо присутствие по крайней мере еще двух величин — постоянной Планка К и скорости света с. Постоянная Планка — мера корпускулярно-волнового дуализма микрочастиц. Скорость света — максимальная скорость распространения сигнала без нее не обходится ни одна формула релятивистской механики (см. гл. 4). [c.273]

Главной особенностью квантовой механики является ее вероятностный статистический характер она дает возможность находить вероятность того или иного значения некоторой физической величины. Объясняется это волново-корпускулярным дуализмом микромира, т. е. микрообъекты обладают как корпускулярными, так и волновыми свойствами. В отличие от классической физики в квантовой механике все объекты микромира (электроны, атомы, молекулы и др.) выступают как носители и корпускулярных и волновых свойств, которые не исключают, а дополняют друг друга. Не представляет труда обосновать объективность волново-корпускулярно-го дуализма для световых квантов — фотонов. Так, фотоэффект Столетова и эффект Комптона доказывают корпускулярную природу видимого и рентгеновского излучений, а интерференция и дифракция — волновую природу света. Потому для фотонов легко показать единство волны и корпускулы. Действительно, из формул [c.36]

Свет имеет двойственную природу, поэтому энергия фотона может быть выражена двумя уравнениями E=hv и Е—тс . Найдите отсюда взаимосвязь между длиной волны, скоростью света и массой фотона. Получите уравнение де Бройля, заменив фотон любой микрочастицей. Почему корпускулярно-волновой дуализм свойствен только микрочастицам [c.81]

После открытия М. Планком и А. Эйнштейном квантования энергии физики вплотную столкнулись с проблемой корпускулярно-волнового дуализма. С одной стороны, свет обладает всеми свойствами волны имеет определенную частоту, длину волны, изменяет плоскость колебаний и т. д. С другой стороны, свет оказывает давление, вызывает фотоэлектрический эффект, наконец, его энергия изменяется не непрерывно, а дискретно, т. е. ведет себя как совокупность мельчайших частиц — квантов, аналогичных материальным атомам (корпускулам). [c.77]

При столкновении квантов излучения и электронов из-за их корпускулярно-волнового дуализма закон взаимодействия таков, что происходит изменение параметров как квантов, так и электронов. Часть энергии кванта переходит к электрону, который приобретает, таки.м образом, дополнительный импульс и, следовательно, переходит в иное энергетическое состояние. Ни луч света на предмет в комнате, ни луч радара яа самолет заметного воздействия не оказывают. Поглощение же кванта света электроном меняет его импульс и соответственно энергетическое состояние (как если бы луч карманного фонарика сдвинул предмет в комнате), У отраженного от электрона излучения уменьшается частота и увеличивается длина волны рассеянного света. Луч, вернувшись к наблюдателю, может сообщить о местонахождения электрона, по не о скорости его движения. Если задаться целью определить точно энергию электрона, то нужно применить кванты [c.48]

Размерность оптических характеристик удобно выяснять, считая свет то электромагнитными волнами, то фотонами (используя корпускулярно-волновой дуализм). Частота uj волны имеет размерность 1/с. Размерность длины волны — см. Скорость света с, как всякая скорость, имеет размерность см/с. Энергия фотона Нш, естественно, имеет ту же размерность, что и любая энергия, а его импульс (равный hou /с) — размерность импульса. При выяснении размерности физических величин, в определение которых входит постоянная Планка h, удобно помнить следующие соотношения [c.269]

Эти и другие подобные факты привели к ломке классических представлений. Уже нельзя было рассматривать свет только как волны, но в то же время нельзя объяснить все световые эффекты на основе одной корпускулярной теории и в том и в другом случае ускользали от рассмотрения важнейшие его свойства. Оставалось только одно — рассматривать излучение как явление, обладающее одновременно свойствами и корпускулы и волны так в физике утвердилось понятие корпускулярно-волнового дуализма излучения. Свет (видимый или ультрафиолетовый) распространяется как волновое движение, но его поглощение атомами вещества происходит как взаимодействие частиц. Однако раз поглощение атомами энергии происходит порциями, следовательно, энергия самих атомов меняется не постепенно, а тоже порциями, т. е. скачкообразно и их энергетическое состояние имеет ряд прерывных значений, или, как говорят, квантуется. [c.25]

Уже в XIX веке было признано, что свет обладает волновыми свойствами, проявляющимися в дифракции от решетки. Однако, согласно данной впоследствии интерпретации фотоэлектрического эффекта , свету были приписаны также и корпускулярные свойства, так что излучение обладает двойственным корпускулярно-волновым характером. Следующие уравнения связывают количественно массу и частоту излучения V с его энергией Е, описывая этот дуализм [c.15]

Разнообразные попытки устранения дуализма волн и корпускул в учении о свете неизменно кончались неудачей. Ни разу не оказалось возможным объяснить ни волновых свойств света корпускулярной квантовой теорией, ни, наоборот, корпускулярных его свойств волновой теорией. Такого рода путь к устранению дуализма света был принципиально неправильным. [c.62]

Дуализм волна—частица . Новые представления о природе электрона берут свое начало в известной полемике о сущности лучистой энергии, которая велась в течение длительного времени такими выдающимися исследователями, как Гюйгенс, Ньютон, Юнг и Френель. К началу XX в. считалась установленной волновая природа излучения точно так же, как веком раньше общепризнан был его корпускулярный характер. В 1905 г. для объяснения фотоэлектрического эффекта Эйнштейну пришлось вновь вернуться к представлению о фотонах как световых частицах. Таким образом, с новой остротой встал вопрос что такое свет—волны или частицы [c.162]

Важнейшим универсальным свойством материи является кор-пускулярно-волновой дуализм. Всем микрообъектам присущи одновременно и корпускулярные, и волновые свойства. Впервые корпускулярно-волновой дуализм был установлен для света. Опыты по интерференции, дифракции света свидетельствовали о его волновой природе и подтверждали теорию Максвелла, установившую, что свет представляет собой электромагнитные волны. [c.234]

Дуализм волн и корпускул. Рассматривая разные опти ческие явления, легко видеть, что в некоторых из них свет веде себя как поток материальных частиц (фотонов), а в других — как. волны. К первым относится большинство явлений, связанных с испусканием и поглощением света материальными телами. Они хорошо объясняются квантовой, т. е. корпускулярной теорией света, то время как волновая теория не только не объясняет их, яс даже им противоречит. Яркими примерами могут служить рассмотренные выше фотоэлектрический эффект и эффект Комптона, где фотоны ведут себя примерно так, как материальные тела с определенной массой и кинетической энергией, летящие по определенным направлениям. В противоположность этому большинстз. -явлений, связанных с распространением света (диффракция, и -терференция, поляризация и пр.), хорошо объясняются волново теорией света, ко находятся в полном противоречии с корпускулярной. Квантовая теория света внесла, таким образом, в физические представления непривычный дуализм — мы принуждены приписывать свету двойственные свойства волн и корпускул. [c.41]

Корпускулярная природа света обнаруживается при взаимодействии его с отдельными молекулами, которые поглощают и испускают свет квантами величины Av. Согласно теории Эйнштейна, кванты света обладают по крайней мере некоторыми динамическими свойствами частиц и известны под названием фотонов. Но идея частицеподобных фотонов не избавляет от необходимости понимать свет как волну, поскольку только волновой теорией можно объяснить явления дифракции и интерференции. Фактически этот дуализм не ограничивается только светом он распространяется и на элементарные частицы вещества, ярким примером чего может служить дифракция электронов [c.9]

Дуализм волн и частиц присущ не только свету, но и обычным-материальным частицам электроны, протоны и атомы, падая пучком на кристаллическую решетку, обнаруживают на ней совершенно такие же явления диффракции, как и рентгеновские лучи диффракция является, однако, типично волновым процессом. Таким образом дуализм волн и корпускул является общим свойством материи. Выход из такой двойственности надо искать не е противопоставлении волновых и корпускулярных свойств, а в их объединении. Один из создателей квантовой механики Г е й з е н-берг так формулирует эту задачу свет и материя не могут одновременно состоять из волн и частиц, так как оба представления друг друга исключают. Свет (фотоны) и весомая материя суть единые физические явления и двойственность их свойств только кажущаяся. Она зависит от того, что наши представления и наш язык возникли из наблюдения на больших телах и что для атомных процессов они не были приспособлены. Это заставляег при описании таких процессов прибегать к неполным аналогиям, которые дают волновая и корпускулярная картины . [c.41]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология