Информация

Карта сайта

Эволюция arrow История вещей arrow Наука arrow Новые свойства электрона
2013-12-18 11:57:56
Новые свойства электрона
Печать E-mail
(0 голосов)

В 1925 году Альберт Эйнштейн рекомендовал своему коллеге Максу Борну познакомиться с докторской диссертацией французского физика Луи де Бройля такими странными словами: «Прочтите ее! Хотя и кажется, что ее писал сумасшедший, написана она солидно».

Де Бройль пришел к своим выводам чисто теоретически. Если уравнения движения электрона по орбите вокруг атома, полученные с использованием соотношения теории относительности, связывающего массу и энергию, записать в форме, которой пользуются оптики для описания волновых процессов, то оказывается, что электрон обладает длиной волны, а устойчивыми орбитами являются как раз те, на которых укладывается целое число длин волн электрона.

Вполне возможно, что «сумасшедшей» теории де Бройля пришлось бы ждать признания много лет, если бы о ней не вспомнили в трудную минуту физики-экспериментаторы Дэвиссон и Джермер. В трудную минуту размышлений над непонятными результатами очередного опыта…

Открытие было сделано, как это часто бывает, почти случайно. Дэвиссон и Джермер изучали отражение электронов от поверхности никелевых пластинок. Пластины тщательно очищали от окислов и между экспериментами хранили в герметично закрытых сосудах, лишенных кислорода. Однажды один из сосудов разбился. Пластинку решили прокалить, чтобы избавиться от быстро выросшей на воздухе пленки окисла. Тогда на поверхности металла образовались крохотные кристаллики никеля.

Де Бройль пришел к своим выводам чисто теоретически. Если уравнения движения электрона по орбите вокруг атома, полученные с использованием соотношения теории относительности, связывающего массу и энергию, записать в форме, которой пользуются оптики для описания волновых процессов, то оказывается, что электрон обладает длиной волны, а устойчивыми орбитами являются как раз те, на которых укладывается целое число длин волн электрона.

Вполне возможно, что «сумасшедшей» теории де Бройля пришлось бы ждать признания много лет, если бы о ней не вспомнили в трудную минуту физики-экспериментаторы Дэвиссон и Джермер. В трудную минуту размышлений над непонятными результатами очередного опыта…

Открытие было сделано, как это часто бывает, почти случайно. Дэвиссон и Джермер изучали отражение электронов от поверхности никелевых пластинок. Пластины тщательно очищали от окислов и между экспериментами хранили в герметично закрытых сосудах, лишенных кислорода. Однажды один из сосудов разбился. Пластинку решили прокалить, чтобы избавиться от быстро выросшей на воздухе пленки окисла. Тогда на поверхности металла образовались крохотные кристаллики никеля.

Экспериментаторы продолжали опыты, но прокаленная пластинка никеля стала вести себя необычным образом. Если от остальных пластин электроны отражались зеркально, как и положено потоку частиц, то от прокаленной пластинки электроны рассеивались в разные стороны, причем в одних направлениях их поток значительно усиливался, а в других — заметно ослабевал. Потоки электронов вели себя как пучки света в экспериментах Юнга и Френеля при изучении явлений дифракции и интерференции.

Объяснить эти опыты удалось только благодаря теории де Бройля.

Размеры мелких кристалликов никеля оказались соизмеримыми с длиной волны электронов, вычисленной де Бройлем. Электроны «обходили» кристаллики, как световые волны огибают мелкие непрозрачные препятствия в опытах по дифракции…

Первый успех окрылил сторонников теории де Бройля. Может быть, электронные волны позволят еще подробнее, чем рентгеновские лучи, заглянуть в глубь вещества?

Если для рентгеновских лучей атомы кристалла служат дифракционной решеткой и с их помощью можно измерить расстояния между атомами, то для электронов окажутся доступными и более мелкие детали строения микромира. Например, удастся оценить размеры отдельных атомов и разглядеть наконец доселе невидимый атом во всех подробностях…

Как быстро развивается физика в XX веке! Казалось бы, совсем недавно были определены масса и заряд электрона, и сравнение электрона с маленьким заряженным шариком, быстро вращающимся вокруг ядра, заняло прочное место в сознании физиков. И вот электрону опять нужно подыскивать новый зрительный образ…

 

http://www.thingshistory.com/

 
Этот день в истории
24 января
1935В американском городе Ричмонде поступила в продажу первая партия баночного пива под названием «Сливочный эль Крюгера» («Krueger Cream Ale»)
        cм. по теме: Как появилось баночное пиво »
1984Выпущен первый персональный компьютер (Apple Macintosh), использующий графический интерфейс пользователя и мышь, вместо стандартного на тот момент интерфейса командной строки
        cм. по теме: История компьютерных фирм »
Поиск
 

 
Случайные
Рейтинг
Популярные
Статьи