Номер 1, страница 203 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

1. В каких явлениях проявляются волновые свойства потока элементарных частиц?

1. Волновые свойства потока элементарных частиц являются проявлением фундаментального принципа квантовой механики — корпускулярно-волнового дуализма. Согласно гипотезе, выдвинутой Луи де Бройлем в 1923 году, любая движущаяся частица (например, электрон, протон или нейтрон) связана с волной, длина которой обратно пропорциональна импульсу частицы. Эта длина волны, называемая длиной волны де Бройля, вычисляется по формуле:
$\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}$
где $\lambda$ — длина волны, $\text{h}$ — постоянная Планка, $\text{p}$ — импульс частицы, $\text{m}$ — масса частицы, а $\text{v}$ — её скорость.

Волновые свойства наиболее ярко проявляются в тех же явлениях, которые характерны для классических волн (таких как свет или звуковые волны). Основными из них являются:

1. Дифракция частиц. Это явление огибания волнами препятствий. Для потока частиц дифракция наблюдается, когда они взаимодействуют со структурами, размеры которых сопоставимы с их длиной волны де Бройля. Исторически первым и ключевым доказательством стало открытие дифракции электронов на кристалле никеля в опытах Клинтона Дэвиссона и Лестера Джермера в 1927 году. Периодическая структура кристаллической решетки послужила естественной дифракционной решеткой для электронных волн, что привело к появлению на экране характерной картины из максимумов и минимумов интенсивности.

2. Интерференция частиц. Это явление перераспределения интенсивности волн в результате их наложения друг на друга. Для частиц интерференция была наглядно продемонстрирована в двухщелевом эксперименте. Когда пучок частиц (например, электронов) пропускают через экран с двумя близко расположенными щелями, на детекторе за экраном образуется интерференционная картина — чередование полос с высокой и низкой концентрацией частиц. Такой результат можно объяснить только тем, что волна, ассоциированная с каждой отдельной частицей, проходит одновременно через обе щели и интерферирует сама с собой. Подобные опыты были успешно проведены не только с электронами, но и с нейтронами, атомами и даже крупными молекулами.

Эти явления подтверждают, что элементарные частицы обладают двойственной природой, проявляя себя в одних условиях как частицы, а в других — как волны.

Ответ: Волновые свойства потока элементарных частиц проявляются в явлениях дифракции (например, рассеяние электронов на кристаллах) и интерференции (например, прохождение пучка электронов через две щели).