Излучение дуализм

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]

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]

В 1924—1925 гг. французский физик Луи де-Бройль высказал предположение, что двойственное поведение, т. е. свойства волны и частицы, присуще не только излучению, но и любым материальным объектам, и ввел представление о волнах материи. Согласно этим представлениям частице с массой т, движущейся со скоростью у, соответствует волновой процесс с длиной волны X = к/ти. Расчет по уравнению де-Бройля помогает выяснить, почему дуализм волна—частица обнаруживается только для микрообъектов, хотя это одно из общих свойств материи. Как видно из уравнения, масса тела находится в знаменателе, поэтому для макроскопических тел с большой массой длина волны во много раз меньше атомных размеров. [c.162]

В предыдущей главе был показан дуализм электромагнитного излучения. В определенных экспериментальных условиях свет ведет себя как волна, а в других он несомненно проявляет свойства частицы. Такое представление не соответствует классическим физическим воззрениям мы всегда наблюдаем частицу, локализованную в пределах определенных конечных границ, в то время как волна стремится распространиться по всему пространству. Любая попытка создать в рамках классической физики модель двойственной системы непременно привела бы к неудаче, и мы вынуждены допустить существование такого полол<ения, которое необъяснимо на-щими классическими представлениями о природе. [c.40]

Луи де Бройль в 1924 г.1 предположил, что дуализм следует отнести не только к излучению, но и к любым материальным частицам, и ввел представление [c.40]

ЧТО электрон как таковой не ( ществует в ядре, в соответствии с нейтрон-протонной моделью, распространение этого подхода к проблеме бета-излучения было многообещающим. На первый взгляд такой подход может показаться не слишком разумным, так как следовало бы ожидать, что свойства волны будут сильно отличаться от свойств частицы. Следовательно, если нас не смущает образование фотона, то все же трудно представить себе подобный процесс для электрона. Однако, вспоминая о нашем подходе к дуализму волна — частица в квантовой механике, нечего особенно удивляться эквивалентному подходу и к данной проблеме. [c.404]

Световой квант был назван А. Эйнштейном фотоном, и, следовательно, уравнения e = ftv или е=йо) выражают энергию фотона. Таким образом, намечается некоторый синтез волновых и корпус-К лярных идей и вместе с тем обнаруживается тот удивительный дуализм объектов микромира, который не имеет практических аналогий в макромире. Фотон характеризуется волновыми свойствами (частотой), но в то же время он имеет и признаки частицы. Подтверждение этому было получено в 1922 г. в опытах Комптона, исследовавшего взаимодействие квантов рентгеновского излучения (фотонов) с электроном. При столкновении фотона с электроном оба они ведут себя как частицы и их траектории можно рассчитать по законам механики. [c.27]

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]

Корпускулярно-волновой дуализм утвердился вначале в учении о природе электромагнитного излучения, механизм которого связан с перескоком электронов с более удаленных от ядра атома стационарных орбит на более близкие. При этом происходит излучение, а при перескоке в обратном направлении — поглощение фотонов, энергия которых Е определяется уравнением Планка [c.46]

Дуализм материи и излучения [c.19]

Луи де Бройль в 1924 г. [1 ] предположил, что дуализм следует отнести не только к излучению, но и к любым материальным частицам, и ввел представление о волнах материи. Признание дуализма свойств излучения было серьезной проблемой, но далеко не такой трудной, как признание существования волн материи. Наши знания об излучении —это только косвенные знания, а с материальными частицами мы сталкиваемся непосредственно, и их свойства нам более знакомы. Например, камень —это частица , и мы абсолютно уверены в том, что он таковой и останется. Однако если бы камень имел волновые свойства, он должен был бы проявлять признаки волнового движения. Это значит, что если следовать общепринятым идеям о волновом движении, то камень должен распространяться в пространстве. Безусловно, такой классический подход к проблеме несовершенен. [c.37]

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]

Корпускулярно-волновой дуализм природы излучения [c.9]

Ранее излучение считали волновым движением, поскольку такие явления, как интерференция и дифракция, можно было удовлетворительно интерпретировать только на этой основе. Поэтому излучение следует рассматривать как явление, обладающее одновременно и корпускулярными и волновыми свойствами, т. е. корпускулярно-волновым дуализмом. [c.10]

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]

Электромагнитное излучение обладает свойствами как волнового движения, так и потока частиц. Этот дуализм был несовместим с представлениями классической макроскопической механики и это привело к появлению в XX столетии квантовой теории и волновой механики [1, 2]. Де Бройль постулировал, что поток микрочастиц обладает волновыми свойствами, а Комптон доказал, что световое излучение имеет свойства частиц. С этого момента световые кванты представляют элементарными частицами, не имеющими массы покоя (фотонами), которые обладают импульсом р = НХ [c.11]

Для объяснения явлений, связанных с поглощением или испусканием излучательной энергии, недостаточно волновой модели необходимо представить электромагнитное излучение в виде потока дискретных частиц энергии, называемых фотонами. Энергия фотона пропорциональна частоте излучения. Такое двойственное описание излучения — как потока частиц и как волны — вообще говоря, не исключение. Этот кажущийся дуализм объясняется законами волновой механики и применим к другим явлениям, таким, как поток электронов или других элементарных частиц. [c.97]

Изучение электромагнитного излучения привело к дуализму в наших представлениях об его природе. В некоторых отношениях оно проявляет волновые свойства, однако его можно представить состоящим из дискретных сгустков энергии, называемых фотонами. Для строгого описания взаимодействия излучения с веществом почти всегда привлекается концепция фотона, тогда как для ориентировочной оценки поведения большого числа фотонов полезны волновые представления. [c.15]

Для того чтобы описать эти переходы, Ферми применил математический аппарат квантовой механики, аналогичный использованному для обработки данных об электромагнитном излучении атома. На основании волнового уравнения, зависящего от времени, можно выяснить возникновение и аннигиляцию фотонов в момент их излучения или поглощения во внеядерных процессах. Ввиду того что электрон как таковой не существует в ядре, в соответствии с нейтрон-протонной моделью, распространение этого подхода к проблеме бета-излучения было многообещающим. На первый взгляд такой подход может показаться не слишком разумным, так как следовало бы ожидать, что свойства волны будут сильно отличаться от свойств частицы. Следовательно, если нас не смущает образование фотона, то все же трудно представить себе подобный процесс для электрона. Однако, вспоминая о нашем подходе к дуализму волна — частица в квантовой механике, нечего особенно удивляться эквивалентному подходу и к данной проблеме. Из теории Ферми получается уравнение распределения бета-частиц по энергиям [c.385]

Ответ на этот вопрос заключается в следующем. Поскольку в зависимости от характера опыта проявляется то одна, то другая сторона явления, постольку обе они составляют его сущность. Другими словами, излучение имеет как волновую, так и корпускулярную природу. Такой корпускулярно-волновой дуализм кажется с первого взгляда загадочным и непонятным. Однако это является выражением объективной реальности, признаком, свойственным природе вещей. С корпускулярно-волновым дуализмом в дальнейшем мы будем сталкиваться неоднократно. [c.14]

Свойства электромагнитного излучения могут быть полностью описаны с двух точек зрения волновой и корпускулярной. В дальнейшем оказалось, что этот корпускулярно-волновой дуализм имеет характер всеобщности и лежит в природе вещей. [c.19]

Природа лучистой энергии. При изучении свойств лучистой энергии обнаруживается существенный дуализм в объяснении ее природы. В некоторых случаях она имеет волновую природу, в то время как в ряде других случаев она представляет собой серии дискретных импульсов энергии (фотоиов). Для объяснения явления взаимодействий лучистой энергии с веществом почти всегда приходится прибегать к фотонной теории волновая теория излучения дает удовлетворительные результаты при объяснении явлений, в которых участвует больщое количество фотонов с малой энергией. [c.12]

К началу 20 века прочно укрепилось представление о свете как о волновом процессе. В самом деле, отражение и преломление света, а также интерференция и дифракция света нашли прекрасное толкование на основе волновых представлений. Однако спектральные зависимости интенсивности излучения нагретых тел, фотоэффект и люминесценция не поддавались волновому описанию. Осенью 1900 г. М. Планк возродил идею Ньютона о световых корпускулах при рассмотрении теплового излучения. В знаменитом докладе Немецкому физическому обшеству 14 декабря 1900 г. он показал, что непротиворечивую формулу для излучения абсолютно чёрного тела можно получить, если принять, что излучение происходит не непрерывно, а в виде порций энергии (квантов) с энергией одного кванта Е — ки. Позже А. Эйнштейн высказал предположение, что свет не только испускается, но и поглош,ается в виде квантов энергии. С помош ью такого представления о свете им было объяснено явление фотоэффекта в 1905 г. Так утвердился дуализм в представлениях о природе света, а точнее, дуализм в математических подходах при описании свойств удивительного и загадочного объекта, который мы называем светом. [c.392]

Свет нельзя рассматривать только как волны, но в то же время и нельзя объяснить все световые эффекты на основе одной корпускулярной теории и в том и другом случае ускользают от рассмотрения важнейшие свойства света. Остается только одно— рассматривать излучение как явление, обладающее одновременно свойствами и корпускулы и волны так в физике утвердилось по- ятие корпускулярно-волнового дуализма излучения. Свет распространяется как БОлноБое движение, но его поглощение атомами вещества происходит как взаимодействие частиц. Однако раз поглощение энергии атомами происходит порциями, следовательно, энергия самих атомов меняется не постепенно, а тоже порциями, т. е. скачкообразно, и их энергетическое состояние имеет ряд пре- рывных значений или, как говорят, квантуется. [c.45]

Из-за корпускулярно-волнового дуализма невозможно одновременное точное определение энергии электрона и его местоположения. Разберем эту особенность микрочастиц более подробно. Допустим, решено строго зафиксировать положение электрона. Для наблюдения за ним необходимо использовать какой-то источник излучения, подобно тому, как для определения положения предмета в темной комнате нужен луч карманного фонарика, а для определения положения самолета — луч радара. Определение будет тем более точным, чем короче длина волны падающего на электрон излучения. Лучш е всего подходят ультравысокочастотные лучи. Их кванты, однако, будут обладать значительной энергией E—hv, тем более высокой, чем больше их частота и короче длина волны. [c.48]

Естественно, что становилось неизбежным сочетание (синтез) обоих представлений, казавшихся раньше несовместимыми, то есть надо было допустить, что световой поток — это одновременно и волновое электромагнитное излучение и поток частиц—корпускул, и что волна обладает одновременно и свойствами частицы. (Эго новое диалектико-материалистическое понимание двойственной природы света известно под названием корпускулярноволнового дуализма.) [c.157]

Дуализм волновой и корпускулярной теорий излучения навел де-Бройля (1925 г.) на мысль, что подобная двойственность присуща также электронам и другим материальным частицам. Он предположил, что такого рода частицы связаны с волнами мат рии, причем соотношение между длиной волны и импульсом определяется уравнением (3.8). Вскоре после этого в том же 1925 г. Элзассер указал, что можно обнаружить волновые свойства электрона путем, наблюдения диффракционных эффектов в соответствующих условиях. Такие наблюдения были сделаны в 1927 г. Дэвиссоном и Джермером, которые изучали диффракцию электронов при отражении от поверхности кристалла никеля, и, независимо, Томсоном, применившим в качестве диффракционных решеток тонкие металлические листочки. В каждом случае результаты опытов удовлетворительно совп али с теми данными, которые вычислялись в предположении, что соответствующая длина волны впределяется по известному импульсу из соотношения де-Бройля (см. уравнение (3.8)]. Дальнейшим подтверждением ассоциации волн и материи явились эксперименты, обнаружившие диффракцию частиц водорода и гелия. Подобные эффекты должны теоретически наблюдаться при движении любых частиц, но при отно-ч ительно большой массе последних соответствующая длина волны настолько мала, что невозможно подобрать подходящую диффракционную решетку. [c.32]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология