4. В процессе рассеивания фотона на электронах изменение длины волны фотона не зависит от длины волны падающего излучения, оно определяется только углом рассеяния фотона: Δλ = λ' - λ = h
mc ( 1 - cosθ ).
Здесь m — масса электрона, θ — угол отклонения фотона (см. a).
1.2. Волны де Бройля. В 1923 году французский физик де Бройль (1892-1987) выдвинул предположение, что свойством корпускулярно-волнового дуализма
могут обладать все частицы - электрон, протон, нейтрон и атом. Он считал, что
если каждая частица обладает энергией E = hv и импульсом ρ = E
c, то движение этой частицы можно рассматривать как распространение волны частотой ν = E
h и
длиной волны λ =
h
ρ = h
mν.
Спустя несколько лет, в 1927-1928 годах эта теория была подтверждена экспериментально. Чтобы обнаружить волновые свойства электрона, требовался прибор с геометрическими параметрами порядка предполагаемой длины волны электрона; например, если электрон движется со скоростью ν = 4 ⋅ 106м/с, то длина волны должна быть:
Полученное значение длины волны того же порядка, что и расстояние между атомами в кристаллических решетках. Попытки были увенчаны успехом: в проведенных экспериментах были обнаружены интерференция и дифракция электронного пучка, прошедшего сквозь кристаллическую решетку. Таким образом один из основных законов природы - корпускулярно-волновой дуализм материи подтвердился экспериментально.