Корпускулярно-волновой дуализм частиц

Уже было упомянуто, что в этих реакциях перенос электронов происходит по туннельному механизму это означает, что электрон не преодолевает энергетического барьера, а просачивается через него. Туннельный эффект объясняется корпускулярно-волновым дуализмом частиц на основе соотношения неопределенности Гейзенберга, если рассматривать электрон как волну де Бройля (подробнее см. в учебниках атомной физики). В данном случае возможность туннельного перехода [c.203]

Одним из важнейших следствий корпускулярно-волнового дуализма (двойственности) материи является принцип неопределенности, установленный в 1927 г. Вернером Гейзенбергом (1901-1976). Согласно этому принципу, невозможно одновременно определить положение и импульс любой частицы с абсолютной точностью. Произведение неопределенности [c.357]

Корпускулярно-волновой дуализм частиц [c.10]

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]

Описание движения электрона с помош,ью волновой функции вовсе не означает какой-то корпускулярно-волновой дуализм электрона . Электрон —это частица вполне определенных размеров. Его волновая характеристика — это характеристика его движения, его локализации в том или ином месте пространства. Колеблется не электрон, а вероятность его нахождения. Иными словами, распространение электронной волны — это изменение вероятности появления электрона на фронте этой волны. Сама эта вероятность равна квадрату модуля значения волновой функции г1з , т. е. ее амплитуды в рассматриваемой точке с координатами X, у я 2. Точнее, величина 1113 1 — плотность вероятности, а сама вероятность — это произведение плотности вероятности нахождения электрона на объем рассматриваемого пространства. Так, вероятность нахождения электрона вблизи точки с координатами X, у, г в объеме йУ=йх-йу с1г, заключенном между координатами ж и (х+с1х), у и (у+(1у), г и [г+йг), равна г 5 -й У. [c.52]

Главный тезис квантовой механики — микрочастицы имеют волновую природу, а волны — свойства частиц. Применительно к электрону можно сказать, что это такое образование, которое ведет себя и как частица, и как волна, т. е. он обладает, как и другие микрочастицы, корпускулярно-волновым дуализмом (двойственностью). С одной стороны, электроны, как частицы, производят давление, с другой стороны, движущийся поток электронов обнаруживает волновые явления, например дифракцию электронов. Дифракция электронов широко используется при изучении строения вещества. [c.30]

Химик привык рассматривать атомы и молекулы как материю. Однако корпускулярно-волновой дуализм позволяет описывать все атомы и как волны. Вследствие этого особенно для малых химических частиц, таких как протон, существует длина волны де Бройля, которая при комнатной температуре составляет 1—2 А, что сравнимо по величине с длинами связей. Длина волны де Бройля Х = Ь/(ту) для более тяжелых ядер значительно меньше, поэтому для химических процессов не имеет большого значения. [c.81]

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]

Электроны в связанной форме являются частицами, поведение которых в значительной мере определяет химические свойства вещества. Говорят даже, что химия —это физика электронных оболочек . При исследовании именно этих элементарных частиц был установлен так называемый корпускулярно-волновой дуализм материи. Рассмотрим сначала некоторые свойства электронов, в которых проявляется их корпускулярная природа. Прежде всего отметим, что можно определить заряд и массу электрона интересны в этом отношении и методы получения электронов. К последним относятся термоэмиссия (при высокой температуре электроны сравнительно легко покидают решетку некоторых металлов, в особенности щелочных) и ударная ионизация. [c.26]

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]

Исследование природы химической связи является центральной проблемой всей теоретической химии Изучение строения и реакционной способности вещества дает богатую информацию о характере взаимодействия между атомами в молекуле, способствуя все более углубленному моделированию химических процессов Обобщение экспериментальных данных приводит на определенных этапах развития химии к теоретическим концепциям, которые наряду с чисто познавательным аспектом имеют и громадное практическое значение, так как позволяют вести исследование более целенаправленно Однако только с созданием аппарата квантовой механики — науки о движении микрочастиц (атомов, ядер, электронов и т д ) — ранее существовавшие теории химической связи получили естественное объяснение Современная квантовая химия является частью квантовой механики, в основе которой лежит представление о корпускулярно-волновом дуализме микрочастиц Если раньше электрон рассматривался как точечная частица, положение и скорость которой в принципе можно точно установить, то в дальнейшем было установлено, что электрон может обладать также и волновыми свойствами (например, мы можем при определенных условиях наблюдать дифракцию электронов) [c.56]

Корпускулярно-волновой дуализм понимают как потенциальную способность микрообъекта проявлять различные свойства в зависимости от тех или ИНЫХ внешних условий. В одних условиях на Ьервый план выступают волновые свойства, в других — корпускулярные, в-третьих — те и другие одновременно. Свободный или связанный электрон не является в действительности ни волной, ни частицей, ни даже симбиозом волны и частицы. Электрон — это частица, если речь идет о дискретности, но это и волна, если обсуждается характер его движения. Создать наглядную модель микрообьекта принципиально невозможно. [c.26]

Частицы проявляют корпускулярно-волновой дуализм. [c.392]

Корпускулярно-волновой дуализм есть общее свойство материи, но обнаруживается оно только у микрообъектов. Для электрона, масса которого равна 9,1 Ю г по уравнению (П.2), можно определить Я,. Она равна 10 см, т. е. соизмерима с размерами атомов, благодаря чему осуществляется дифракция электронов, тогда как для частицы большой массы, например мячика в 50 г, вращающегося со скоростью 25 см/с, [c.37]

Как правило, встретившись с чем-то совсем необычным, человечество создает новое понятие и постепенно привыкает к нему. Для утверждения о том, что электроны, позитроны и другие представители микромира обладают свойствами и частиц, и волн, создан специальный термин — корпускулярно-волновой дуализм. Им пользуются. Но, по-видимому, из-за несочетаемости свойств корпускул (частиц) и волн смысл этого термина плохо укладывается в нашем сознании и чувство неудовлетворенности полностью не исчезает. Хочется задать вопрос Что же такое электрон И корпускула, и волна А возможно, или корпускула, или волна Очень трудно найти доступные воображению модели того, что невозможно себе представить. Электрон и не волна, и не классическая частица. Электрон есть электрон. Однако если пытаться все же отыскать наглядные модели в арсенале классической физики, то это и и. .., и. . . , и или. . . , или. . . . Даже из тех примеров, которые мы рассмотрели, видно, что волновые свойства электрона, несомненно, надо учитывать. В его корпускулярных свойствах, наверное, никто не сомневается. [c.194]

Автором идеи корпускулярно-волнового дуализма можно считать Эйнштейна, предложившего еще в 1917 г. рассматривать фотоны как частицы определенного импульса. [c.26]

Корпускулярно-волновой дуализм. Для объяснения этой теории необходимо вспомнить классические определения понятий частица и волна . [c.109]

Корпускулярно-волновой дуализм есть общее свойство материи, но обнаруживается оно только у микрообъектов. Для электрона, масса которого равна 9,1 г, по уравнению (П.2) можно определить Я,. Она равна яаЮ- см, т. е. соизмерима с размерами атомов, благодаря чему осуществляется дифракция электронов, тогда как для частицы большой массы, например мячика в 50 г, вращающегося со скоростью 25 см/с, см, т. е. Я несоизмеримо меньше размера мячика и волновая природа его не может быть обнаружена эксперимситалыю. Поэтому во внимание принимаются только волновые свойства микрочастиц. [c.31]

В макромире корпускулярно-волновой дуализм незаметен — движение тел описывается как движение частиц. Причина этого в том, что постоянная Планка очень мала (Л = 6,62 10 Дж с), поэтому длины волн оказываются соизмеримыми с размерами частиц только в микромире. Например, электрон атома водорода движется с такой скоростью, что его длина волны равна 332 пм, а радиус атома водорода равен 52,9 пм, поэтому электрон в атоме водорода проявляет волновые свойства. Напротив, пуля массой 9 г, вылетающая из ствола со скоростью 1000 м/с, обладает X = 3,3 10 пм, при размере около 1 см (Ю пм). В размере пули уместится около 10 длин волн. Иначе говоря, волны всегда будут оставаться внутри пули, они никак не будут проявляться, и пуля будет двигаться как частица. [c.110]

В 1924 г. Луи де Бройль (Франция) выдвинул предположение, что электрон также характеризуется корпускулярно-волновым дуализмом. Позднее это было подтверждено на опытах по дифракции на кристаллах. Де Бройль предложил уравнение, связывающее длину волны X электрона или любой другой частицы с массой т и скоростью V, [c.20]

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]

Одной из важных характеристик ЭМ-излучения, определяющей характер его взаимодействия с биологическими объектами, является энергия фотона е. Мы говорили ранее, что ЭМ-излучение обладает одновременно как свойствами волны, так и свойствами частицы (проявление корпускулярно-волнового дуализма). Выраженность каждого из этих свойств зависит от длины волны. Так, в радиодиапазоне и в ИК-излучении проявляются волновые свойства (дифракция волн, интерференция), в видимом диапазоне и те и другие свойства выражены примерно одинаково (дифракция - волновые, фотоэффект -корпускулярные). С уменьшением длины волны сильнее проявляются корпускулярные свойства ЭМ-излучения. Начиная с энергии кванта, примерно равной 12 эВ (1 эВ = 1,6 10 Дж), что соответствует дальнему УФ, и далее в диапазоне рентгеновского и тем более гамма-излучения, ЭМ волна ведет себя как поток частиц. С этой условной границы ЭМ-излучения могут ионизировать вещество, и поэтому, начиная с дальнего УФ, рентгеновское и гамма-излучения относят к ионизирующим. [c.243]

Корпускулярно-волновой дуализм. Электрон обнаруживает как корпускулярные (подобные свойствам частиц), так и волновые свойства (дифракция, интерференция). В 1927 г. наличие волновых свойств у электро- [c.13]

Открытие в атоме принципиально новых явлений породило и новые представления об элементарных частицах, составляющих вещество. С развитием теории относительности в работах Эйнштейна и Ферми была доказана эквивалентность массы и энергии, особенно четко проявляющаяся в процессах с элементарными частицами. В 1924 г. Луи де Бройль выдвинул идею о том, что элементарная частица, движущаяся с определенной скоростью, может рассматриваться не только как частица, но и как волна с определенной частотой колебаний, удовлетворяя условию равенства энергий. Таким образом возник дуализм частица обладает не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Исходя из соотношений Эйнштейна и Планка [c.39]

В основе квантовомеханического истолкования законов микромира лежит понятие дуализма волна — частица. Волновые свойства частиц проявляются тем меньше и, наоборот, их корпускулярные свойства выражены тем более значительно, чем больше их масса. Поэтому мы можем с большой экспериментальной точностью (до 0,01 А, а иногда и до 0,001 А) установить пространственное положение тяжелых атомных ядер молекулы. [c.5]

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]

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]

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]

Волновая механика. Классическая механика И. Ньютона, как известно, изучает законы движения макротел (греч. такгоз — большой, крупный). В этом случае всегда можно одновременно и точно определить как местонахождение тела в пространстве (т. е. его координаты), так и скорость его перемещения. Следовательно, имеется полная возможность установить и траекторию пути. Корпускулярно-волновой дуализм материальной системы имеется и в этом случае, но он выражен очень од1Юсторонне. Так, например, у частицы массой всего в 1 г, движущейся со скоростью 5 м/с, длина дебройлевской волны, согласно подсчету по формуле (1-1), составляет всего лишь X = =- 1,3-10 м. Такие пренебрежимо малые значения X характерны вообще для всех макротел, и их волновые свойства практически ничем себя не проявляют. Вот почему эти свойства не находят отражения ни в одном из уравнений классической механики. [c.32]

Обсудим условия применимости классической механики для описания колебаний атомов в решетке кристалла. В квантовой механике волне с частотой tuo в соответствии с принципом корпускулярно-волнового дуализма сопоставляют частицу, называемую фононом. Частота оо и энергия е фонона связаны соотношением E=h(uo, где h — постоянная Планка. Следовательно, число фоионов, приходящееся на один атом кристалла, можно оценить как Т/ Нсио), так как Т — тепловая энергия одного атома. Если это число велико, т. е. 7 >й(оо, то дискретность фононов исчезает и справедливы законы классической механики колебаний. С учетом (4.3) можно записать условие классичности тепловых колебаний атомов в кристаллической решетке в виде [c.72]

Применительно к электрону можно ki-зать, что он ведег себя и как частиц ц и как волна, т.е. обладает, как и Д1) тие микрочастицы, корпускулярно-волнс)вьш дуализмом (двойственностью). С сличи стороны, электроны как частицы npotjjBO -дят давление, с другой стороны, дь -жу-щи ася поток электронов обнаруживаег волновые явления, например дифракцию электронов. I [c.51]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология