Дифракция других волн и частиц

После открытия дифракции рентгеновских лучей были обнаружены еще более поразительные дифракционные эффекты. В 1924 году французский физик Луи Де Бройль выдвинул очень смелую гипотезу, согласно которой небольшие частицы вещества следует в определенных условиях рассматривать как волны. Он предположил, что пучки частиц должны дифрагировать точно так же, как рентгеновские лучи. Тремя годами позже два американских физика, Дэвиссон и Джермер, подтвердили это предположение на опыте. Проводя эксперимент с отраженными пучками электронов, они случайно подвергли нагреванию кусок никеля, который использовали как отражатель электронов, и из него образовались крупные правильные кристаллы. Этот кусок никеля стал давать удивительные отражения электронов. Тогда Дэвиссон и Джермер произвели эксперимент с одним большим правильным кристаллом никеля и впервые непосредственно обнаружили дифракцию «волн материи».

Это поразительное открытие сейчас досконально объяснено в волновой теории материи, разработанной в соответствии с гипотезой Де Бройля. Механика волн материи, или волновая механика, как ее называют, была развита впервые в 20-30-х годах нынешнего столетия Э. Шредингером, М. Борном, В. Гейзенбергом и П. Дираком. Волновая механика дала возможность теоретически рассчитывать всевозможные процессы, происходящие в атомах и кристаллах.

Несмотря на то что дифракция электронов была открыта много лет назад, подтвердив идеи Де Бройля и дав мощный стимул развитию волновой механики, это явление само по себе лишь теперь нашло широкое применение в изучении твердых тел. Но поскольку пучки электронов очень неглубоко проникают в глубь вещества, они используются в основном лишь для изучения различных поверхностей твердых тел.

В самое последнее время с созданием ядерных реакторов физики и химики получили возможность использовать интенсивные пучки нейтронов, которые, подобно пучкам рентгеновских лучей, электронов или любых других частиц, обладают волновыми свойствами. Нейтроны тоже дифрагируют в кристаллах и, также как и рентгеновские лучи, могут дать сведения о размещении атомов в кристалле. К тому же нейтроны имеют ряд преимуществ по сравнению с рентгеновскими лучами, когда исследователь ставит своей целью получить сведения не столько о положении атомов в кристалле, сколько об интенсивности их колебаний.


Комментарии запрещены.





Статистика

Рейтинг@Mail.ru