Номер 3, страница 88, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

3. Что такое волна де Бройля?

3. Что такое волна де Бройля?

Волна де Бройля — это фундаментальное понятие квантовой механики, которое отражает принцип корпускулярно-волнового дуализма. Согласно гипотезе, выдвинутой французским физиком Луи де Бройлем в 1924 году, любая движущаяся частица (электрон, протон, атом и даже макроскопический объект) обладает волновыми свойствами.

С каждой такой частицей связана волна, которую и называют волной де Бройля. Длина этой волны $λ$ связана с импульсом частицы $\text{p}$ следующим соотношением:

$λ = \frac{h}{p}$

где $\text{h}$ — постоянная Планка (приблизительно $6.626 \cdot 10^{-34}$ Дж·с), а $\text{p}$ — импульс частицы. Для нерелятивистской частицы массой $\text{m}$ и скоростью $\text{v}$ импульс равен $p = m \cdot v$.

Ключевые особенности волн де Бройля:

1. Универсальность: Волновые свойства присущи всем без исключения материальным объектам.

2. Обратная зависимость от импульса: Чем больше импульс (масса или скорость) частицы, тем короче длина волны де Бройля. Именно поэтому волновые свойства макроскопических тел (например, летящего мяча) незаметны на практике — их длина волны оказывается ничтожно малой.

3. Наблюдаемость в микромире: Для микрочастиц, таких как электроны, длина волны де Бройля сопоставима с межатомными расстояниями в кристаллах. Это позволяет экспериментально наблюдать для них чисто волновые явления, такие как дифракция и интерференция, что было подтверждено в опытах Дэвиссона и Джермера в 1927 году.

4. Вероятностная природа: Волна де Бройля не является волной в классическом смысле (как звуковая или электромагнитная). Это волна вероятности, квадрат амплитуды которой в данной точке пространства пропорционален вероятности обнаружить частицу в этой точке.

Ответ: Волна де Бройля — это волна вероятности, сопоставляемая любой движущейся материальной частице, которая отражает её волновые свойства. Длина этой волны обратно пропорциональна импульсу частицы, что объясняет, почему волновые свойства проявляются в микромире, но незаметны у макроскопических объектов.