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
10 апреля
1710В Англии вступил в силу принятый в 1709 году закон об авторском праве — первый в мире
1722По указу Петра I в Санкт-Петербурге начались систематические наблюдения за погодой. Записи вёл вице-адмирал К. Крюйс. Первое время записи были довольно скупы на интересную информацию и выглядели примерно так: «Апрель, 22, воскресенье. Поутру ветер норд-вест; вода також стоит, как выше упомянуто. Пасмурно и студено… в полдни ветр малый норд-вест и дождь после полудня. Тихо и красный день до самого вечера». Позднее наблюдения приняли более научный характер. В 1724 году была образована первая в России метеорологическая станция, а с декабря 1725 года при Академии наук стали проводиться наблюдения при помощи барометра и термометра
        cм. по теме: Как появился термометр »
1833Впервые началось производство спичек
        cм. по теме: Эволюция спичек »
1838родился Фрэнк Стивен Болдуин (Frank Stephen Baldwin; ум. 1925), американский изобретатель арифмометра и калькулятора
1849Американец Уолтер Хант (Walter Hunt) запатентовал безопасную булавку
        cм. по теме: История английской булавки »
1912Британский лайнер «Титаник» вышел из Саутгемптонского порта в своё первое и последнее плавание
Поиск
 

 
Случайные
Рейтинг
Популярные
Статьи