Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
58
3.ELEKTRONOWASTRUKTURAATOMU
Drogęwyjściaztrudności,jakiewynikajązprzyjęciatakiegodualizmuwnaturze
światła,wskazałfrancuskifizykLouisdeBroglie.WedłughipotezydeBroglie’aruch
fotonóworaztakichcząstekelementarnych,jakelektrony,protony,neutrony,wpewnych
warunkachmusibyćopisywanyjakoruchkorpuskuły,cząstkiookreślonejmasie,win-
nychnatomiast1wyłączniejakoruchfali.Cząstceomasiem,równoważnejenergii
E=mc2,poruszającejsięzprędkościąuprzypisujesięfalę(nazwiemyjąfaląde
Broglie’a)odługości
λ
=
mu
h
=
p
h
(3.9)
podobniejak,zgodniezrównaniem(3.8),fotonowiprzypisujesięfalęodługości
λ
=
mc
h
=
p
h
(3.10)
Pędfotonów,wykazującychwprawdzieogromnąprędkość,leczbardzomałąmasę,
jestzregułymniejszyniżpędelektronów,któreporuszająsięzprędkościamiwielo-
krotniemniejszyminiżświatło,mająjednakdużąmasęwporównaniuzmasąfotonów.
Wrezultaciefotonomodpowiadająznaczniewiększedługościfaliniżelektronom.To
jestwłaśniepowodem,żewprzypadkufotonówłatwiejdostrzegasięichwłaściwo-
ścifalowe,wprzypadkuelektronównatomiast1ichwłaściwościkorpuskularne.Jak
widzieliśmy,zjawiska,wktórychprzejawiasięfalowycharakterświatła:załamanie,dy-
frakcja,interferencjaitd.,zostałypoznaneznaczniewcześniejniżefektfotoelektryczny
izjawiskoComptona,wktórychwtypowysposóbprzejawiasięcharakterkorpuskularny
światła.Wprzypadkuelektronów,protonówczycząstekupoznanonajpierwichwła-
ściwościkorpuskularne,np.wyznaczającdlanichstosunekładunkudomasy(p.1.3).
OdkrycieichwłaściwościfalowychnastąpiłodopieropopracachdeBroglie’aistałosię
potwierdzeniemjegopoglądów.Wroku1927ClintonJ.DavissoniLesterH.Germer
stwierdzilimianowiciewystępowaniedyfrakcjielektronów,polegającejnatym,żestru-
mieńrozpędzonychelektronów,przechodzącprzezbardzocienkiewarstwysubstancji
krystalicznych,ulegarozszczepieniunakilkapromieni,podobniejakświatłoulegady-
frakcji,przechodzącprzezsiatkędyfrakcyjną.Funkcjęsiatkidyfrakcyjnejspełniawtym
przypadkusiećprzestrzennakryształu.Dyfrakcjaelektronównacienkichwarstwach
krystalicznychwykazujewielepodobieństwdodyfrakcjipromienirentgenowskichna
kryształach(p.7.5).Zjawiskodyfrakcjinakryształachwystępujetakżewprzypadku
strumieniprotonów,cząstekuineutronów.Wszystkietefaktypowodują,żehipotezę
deBroglie’auważamyzapotwierdzonąprzezdoświadczenie,akonsekwencjejej1
jakzobaczymywnastępnychparagrafach1uwzględniamy,opisujączachowaniesię
elektronówwatomie.
3.2.ZASADANIEOZNACZONOŚCIHEISENBERGA
Wmechaniceklasycznejzajmującejsięruchemciałmakroskopowych,tj.ciałbar-
dzodużychwporównaniuzrozmiaramiatomów,możnadlakażdegociaławyznaczyć
