Гипотеза де Бройля. Экспериментальное подтверждение волновых свойств микрочастиц.

Следовало объяснить, почему электроны на разрешенных орбитах не излучают. Решение нашел де Бройль в 1924 г., предположив двойст­венную природу электронов: движению электрона следует сопоставить волновой процесс, «приписав» электрону некую волну.

Ранее была приведена связь импульса фотона с длиной волны излучения:p=mфc= =

и Де Бройль постулировал справедливость соотношения (45.2) для электронов. Электрон движется со скоростью υ < с и его импульсp=meυ где me=

Соотношение Де Бройля сопоставляет электрону импульсом  длину волны 𝛌= =

При ускорении элеткрона в эл.поле с разностью потенциалов U не привышающей 104,масса электронов me практически не отличается от массы покоя m0e.Кинетическая энергия,приобретаемая электроном в ускоряющем поле,равна m0eυ2/2=eU и скорость

.Переходя к вольтам

𝛌= = = = м

В ускоряющих полях электронных приборов (К104 В) соответствующие длины волн летящих электронов составляют 10:0,1 Å, т. е. в диапазоне рентге­новских лучей. При размерах электронных приборов 𝘭 ~ 10 см, при 𝛌 «1волно­вые свойства электронного пучка не проявляются. Волновые свойства электронов могут наблюдаться на дифракционной решетке с постоянной ~ 𝛌, и, как для рент­геновских лучей, их можно обнаружить на естественной кристаллической ре­шетке. Такие опыты были поставлены в 1927 г. Джермером и Дэвисоном.

Пучок монохроматических электронов из электронной пушки падал на по­верхность кристалла никеля, структура которого была известна по данным рент­геноструктурного анализа. Рассеянные от кристалла электроны улавливались электродом, соединенным с гальванометром. Приемник электронов мог переме­щаться так, чтобы улавливать электроны, рассеиваемые под различными углами. В частности, при энергии электронов в 54 эВ получался острый максимум для уг­ла отражения θ = 50°, что отвечало по формуле Вульфа - Брэгга длине волны 1,67 Å

Как и в случае фотонов (см. стр. 5), след электрона, прошедшего дифрак­ционную решетку кристалла, окажется лишь в одной из разрешенных условиями дифракции точек. Корпускулярная природа электрона не позволит ему «рас­плыться» по всем направлениям. Выбранное им направление действия определено вероятностью его проявления в той или иной, но единственной точке пластинки.