SHPORA.net :: PDA

[ Back ]

Корпускулярно-волновой дуализм, заключается в том, что любые микрочастицы

материи (фотоны, электроны, протоны, атомы и другие) обладают свойствами и

частиц (корпускул) и волн. Количе-ственное выражение корпускулярно-волнового

дуализма - соотно-шение, введенное в 1924 Л. де Бройлем (смотри Волны де

Бройля). Корпускулярно-волновой дуализм получил объяснение в квантовой механике.

Обсуждение необычных свойств микрообъектов начнем с описания экспериментов,

посредством которых впервые было установлено, что эти объекты в одних опытах

обнаруживают себя как материальные частицы, или корпускулы, в других — как

волны. Новый радикальный шаг в развитии физики был связан именно с

распространением корпускулярно-волнового дуализма на мельчай-шие частицы

вещества — электроны, протоны, нейтроны и другие микрообъекты. В классической

физике вещество всегда считалось состоящим из частиц, и потому волновые свойства

казались явно чуждыми ему. Тем удивительнее оказалось обнаружение существо-вания

у микрочастиц волновых свойств. Первым гипотезу о наличии волновых свойств у

микрочастиц материи высказал в 1924 г. известный французский ученый Л. де

Бройль. По-видимому, он руководствовался при этом интуитивной идеей о симметрии

между веществом и полем и особенно новыми взглядами на свет, элементарные

объекты которого — фотоны — обладают одновременно волновыми и корпускулярными

свойствами. Несмотря на коренное различие между веществом и полем, такая

глубокая аналогия оказалась верной и послужила исходной точкой для разработки

новой квантовой физики.

Гипотеза де Бройля состояла в следующем: Экспериментально эта гипотеза была

подтверждена в 1927 г. американскими физиками К. Дэвиссоном и Л. Джермером,

впервые обнаружившими явление дифракции электронов на кристалле никеля. Как мы

уже знаем, явление дифракции свидетельствует о типичноволновом характере

явления. Впоследствии такая же дифракционная картина была обнаружена у протонов,

нейтронов и других элементарных частиц при прохождении ими через дифракционную

решетку. Таким обра-зом, было установлено, что как фотоны, т.е. кванты света,

так и вещественные частицы, такие, как электрон, протон, нейтрон и другие,

обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Это принципиально

новое явление, названное впослед-ствии дуализмом волны и частицы, совершенно не

укладывалось в рамки классической физики. Здесь перед нами совершенно новое

явление, заключающееся в том, что всякая попытка наблюдения микрообъектов

сопровождается изменением характера их движения. Поэтому любое наблюдение

микрообъектов с помощью приборов и измерительных средств исследователя в мире

мельчайших частиц материи сопровождается изменением их состояния. Конечно,

влияние средств наблюдения на наблюдаемые объекты было известно ученым и в

классической физике. Но оно никак не учитывалось в классических теориях. В

квантовой же физике этим влиянием уже нельзя было пренебречь. Именно это

обстоятельство вызывает обычно возражение со стороны тех, кто не видит различия

между микро- и макрообъектами. В макромире, в котором мы живем, мы не замечаем

влияния приборов наблюдения и измерения на макротела, которые изучаем, поскольку

практически такое влияние чрезвычайно мало и поэтому им можно пренебречь. В этом

мире как приборы и инструменты, так и сами изучаемые тела характеризуются тем же

порядком величин. Совершенно иначе обстоит дело в микромире, где макроприбор не

может не влиять на микрообъекты.

Другое принципиальное отличие микрообъектов от макрообъектов заключается в

наличии у первых корпускулярно-волновых свойств, но наличие таких

взаимоисключающих, противоречивых свойств у макрообъектов целиком отвергается

сторонниками классической физики. Хотя классическая физика и признает

обособленное существование корпускулярных свойств у вещества и волновых свойств

у поля, но отрицает существование объектов, обладающих одновременно такими

свойствами. Корпускулярные свойства она приписывает только веществу, а волновые

— исключительно физическим полям (акустическим, гидродинамическим, оптическим

или электромагнитным).