у хвиля-частинка і експериментального підтвердження наявності у частинок речовини хвильових властивостей виникли нові принципові проблеми. Стало необхідним поєднати хвильову природу частинок із звичними уявленнями про розміщення (локалізації) часток в просторі.
Співвідношення невизначеностей Гейзенберга
Принцип невизначеності Гейзенберга - у квантової фізики так називають закон, який встановлює обмеження на точність (майже) одночасного вимірювання змінних стану, наприклад, положення та імпульсу частинки. Крім того, він точно визначає міру невизначеності, даючи нижній (ненульовий) межа для твори дисперсій вимірювань.
Розглянемо, наприклад, серію наступних експериментів: шляхом застосування оператора, частка наводиться в певний чистий стан, після чого виконуються два послідовних вимірювання. Перше визначає положення частинки, а друге, відразу після цього, її імпульс. Припустимо також, що процес вимірювання (застосування оператора) такий, що в кожному випробуванні перший вимір дає те ж саме значення, чи з крайнього міру набір значень з дуже маленькою дисперсією dp біля значення p. Тоді другий вимір дасть розподіл значень, дисперсія якого dq буде обернено пропорційна dp.
У термінах квантової механіки, процедура застосування оператора призвела частку в змішаний стан з певною координатою. Будь-яке вимірювання імпульсу частинки обов'язково призведе до дисперсії значень при повторних вимірах. Крім того, якщо після вимірювання імпульсу ми виміряємо координату, то теж отримаємо дисперсію значень.
У більш загальному сенсі, співвідношення невизначеності виникає між будь-якими змінними стану, обумовленими некоммутірующімі операторами. Це - один з наріжних каменів квантової механіки, який був відкритий Вернером Гейзенбергом в 1927 р.
Корпускулярно-ХВИЛЬОВИЙ Дуалізм
Корпускулярно-хвильовий дуалізм - це теорія про те, що будь-яка речовина (електромагнітне випромінювання, фізичне тіло, атом і т.п.) представляється на мікрорівні одночасно і як найдрібніші частинки (корпускули), і як хвилі. Зокрема, світло - це і корпускули (фотони), і електромагнітні хвилі.
Французький вчений Луї де Бройль (1892-1987) усвідомлюючи існуючу в природі симетрію і розвиваючи уявлення про двоїсту корпускулярно-хвильову природу світла, висунув в 1923 р. гіпотезу про універсальність корпускулярно-хвильового дуалізму. Він стверджував, що не тільки фотони, але й електрони і будь-які інші частинки матерії разом з корпускулярними володіють також хвильовими властивостями. Згідно де Брольи, з кожним мікрооб'єкт зв'язуються, з одного боку, корпускулярні характеристики - Енергія E і імпульс p, а з іншого боку - хвильові характеристики - частота і довжина хвилі.
Так як дифракційна картина досліджувалася для потоку електронів, то необхідно було довести, що хвильові властивості притаманні кожному електрону окремо. Це вдалося експериментально підтвердити в 1948 р. радя...
