Хвиля де Бройля. Як визначити довжину хвилі де Бройля: формула

Швидкість розповсюдження

Розрізняють такі поняття, як фазова і групова швидкість хвиль. Фазова (швидкість переміщення поверхні однакових фаз) для хвиль де Бройля перевищує швидкість світла. Цей факт тим не менш не означає протиріччя з теорією відносності, оскільки фаза не відноситься до числа об’єктів, за допомогою яких може передаватися інформація, так що принцип причинності в даному випадку жодним чином не порушується.

Групова швидкість менше швидкості світла, вона пов’язана з переміщенням суперпозиції (накладення) безлічі хвиль, утворених внаслідок дисперсії, і саме вона відображає швидкість електрона або будь-якої іншої частинки, з якою пов’язана хвиля.

Експериментальне виявлення

Величина довжини хвилі де Бройля дозволила фізикам здійснити досліди, що підтверджують припущення про хвильові властивості речовини. Відповісти на питання, чи реальні електронні хвилі, міг експеримент з виявлення дифракції потоку цих частинок. Для рентгенівських променів, близьких по довжині хвилі до електронам, не підходить звичайна дифракційна решітка – період її (тобто відстань між штрихами) занадто великий. Відповідний розмір періоду мають атомні вузли кристалічних решіток.

Вже в 1927 році К. Дэвиссоном і Л. Джермером був поставлений експеримент з виявлення дифракції електронів. Як відбивної решітки використовувався монокристал нікелю, за допомогою гальванометра фіксувалася інтенсивність розсіювання електронного пучка на різних кутах. Характер розсіювання виявив чітку дифракційну картину, підтвердила припущення де Бройля. Незалежно від Дэвиссона і Джермера, в тому ж році дифракцію електронів досвідченим шляхом виявив Дж. П. Томсон. Дещо пізніше поява дифракційної картини було встановлено для протонних, нейтронних, атомних пучків.

У 1949 році група радянських фізиків під керівництвом Ст. Фабриканта провела успішний експеримент з використанням пучка, а окремих електронів, що дозволило незаперечно довести: дифракція не є яким-небудь ефектом колективної поведінки частинок, а хвильові властивості належать електрону як такого.

Дивіться також:  Простетичної група – це небілковий компонент складних речовин