Волна де Бройля

Если волны света могут вести себя, кок частицы, как это показал Эйнштейн, то могут ли частицы материи вести себя, как волны? В 1923 году Луи де Бройль решил проверить, насколько верно такое предположение, и разработал теорию волн материи. Он предположил, что если бы частицы, такие как электроны, могли вести себя, как волны, то у них бы была своя частота и длина волны, и они бы демонстрировали интерференцию и дифракцию, свойственные волнам.

Исходя из этого, де Бройль вычислил, что длина волны частицы с известной массой связана с ее скоростью и что частота этой частицы пропорциональна ее энергии. Его идеи нашли подтверждение в открытии дифракции электронов в ходе независимых экспериментов Джорджа Томсона в Великобритании и Клинтона Дэвиссона и Лестера Джермера в США в 1927 году.

В обоих случаях было доказано, что электроны, направляемые на твердые мишени, ведут себя как волны и показывают дифракционную картину. Дальнейшим подтверждением теории стал эксперимент с двойной щелью и интерференцией электронов. С тех пор дифракция и интерференция были подтверждены для различных молекул, некоторые из которых настолько велики, что их можно разглядеть в электронные микроскопы. Открытие волновой природы электронов ознаменовало собой новый этап в развитии квантовой физики.