Де Бройль тұжырымы

Электрон классикалық механика заңдарына бағынатын бөлшек деген пікірдің қате болғандығы анықталды. Жарықтың табиғаты мен жайылуын зерттеу арқылы, оның корпускулалық және толқындық қасиеттер көрсететіні дәлелденді. Фотонның корпускулалық қасиеттері Планк теңдеуімен сипатталады:

Е=h·v.

Осыған сәйкес фотон бөлінеді және дискреттік туынды түрінде кездеседі. Фотонның толқындық қасиеттері келесі теңдеумен өрнектеледі

λ·ν=с,

мұнда электромагниттік тербелістің толқын ұзындығын λ оның жиілігі v және жарық жылдамдығымен с байланыстырады. Фотон толқындық қасиет көрсететіндіктен, толқын ұзындығы түсінігі қолданылады.

Берілген теңдеулерден фотонның корпускулалық қасиеті (Е) мен оның толқындық сипаттамалары (λ) арасындағы байланыс шығады:

E=(h·c)/λ.

Энергиясы бар фотонда белгілі масса m болады және бұл жағдай Энштейн теңдеуімен беріледі:

Е= mc².

Соңғы екі теңдеуден,

(h·c)/λ= mc².

Осыдан толқын ұзындығы мен фотон массасын байланыстыратын теңдеу шығады:

λ=h/(mc).

Дене массасының оның жылдамдығына көбейтіндісі қозғалыс мөлшері немесе оның импульсі деп аталады. Импульсті р әрпімен белгілеп, түбегейлі теңдеу аламыз:

λ=h/p.

1924 жылы Луи де Бройль жарықтың затқа әсер еткенде екі жақты табиғатын ұсынды. Заттың қозғалысы толқынның жайылуымен қатар қарастырылды. Сонда

λ=h/(m·υ),

мұндағы υ - массасы m бөлшектің қозғалыс жылдамдығы. Бірнеше жылдан кейін және кейінірек жарықтың корпускулалы–толқындық дуализмін дәлелдейтін эксперименттік нәтижелер алынды. Мысалы, электрондар, нейтрондар және жеңіл атомдар ағындары кейбір заттардың кристалдық торлары арқылы өткенде интерференциялық және дифракциялық құбылыстар көрсетеді. Қазіргі кезде электрондардың және басқа микробөлшектердің толқындық қасиеттері кеңінен қолданылады. Мысалы, электронографияда және нейтронографияда – электрондар және нейтрондар дифракциясына негізделген зат құрылысын зерттеу әдістерінде.