Номер 3, страница 271 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

3. Можно ли сказать, что электрон обладает волновыми свойствами?

3. Да, безусловно. Утверждение о том, что электрон обладает волновыми свойствами, является одним из фундаментальных положений современной физики, в частности, квантовой механики. Это явление носит название корпускулярно-волнового дуализма. Оно означает, что микроскопические объекты, такие как электроны, протоны, нейтроны и даже более крупные частицы, могут проявлять свойства как частиц (корпускул), так и волн.

Эта идея была впервые высказана в 1924 году французским физиком Луи де Бройлем в виде гипотезы. Он предположил, что любая движущаяся частица с импульсом $p$ характеризуется также и длиной волны $\lambda$. Эта связь выражается формулой де Бройля:
$\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}$
где $h$ — постоянная Планка ($ \approx 6.626 \times 10^{-34} \text{ Дж}\cdot\text{с}$), $m$ — масса частицы, а $v$ — её скорость.

Волновые свойства электрона — это не просто теоретическое предположение, а экспериментально доказанный факт. Ключевыми доказательствами являются:

• Опыты по дифракции электронов. В 1927 году американские физики Клинтон Дэвиссон и Лестер Джермер, а также независимо от них английский физик Джордж Томсон провели эксперименты, в которых наблюдали дифракцию пучка электронов на кристалической решётке. Дифракция (огибание волнами препятствий) — это исключительно волновое явление. Полученная дифракционная картина (чередование максимумов и минимумов интенсивности) полностью соответствовала картине, которую можно было бы ожидать от волн с длиной, вычисленной по формуле де Бройля.
• Электронная микроскопия. Принцип действия электронного микроскопа основан именно на волновой природе электронов. Благодаря тому, что длина волны ускоренных электронов может быть в тысячи раз меньше длины волны видимого света, электронные микроскопы позволяют получать изображения с гораздо большим разрешением, чем оптические.

Таким образом, в одних ситуациях (например, при столкновении) электрон ведёт себя как частица с определённой массой и зарядом, а в других (например, при прохождении через узкую щель или кристалл) — как волна, способная к интерференции и дифракции.

Ответ: Да, можно и необходимо говорить, что электрон обладает волновыми свойствами. Это подтверждено многочисленными экспериментами (в первую очередь, наблюдением дифракции электронов) и является фундаментальным принципом квантовой физики — корпускулярно-волновым дуализмом.