|
v= (1.8)
De-Broyl to‘lqin uzunligi
(1.9)
Zarralarning to‘lqin xususiyati yaqqol namoyon bo‘ladigan tajribalar Devisson va Jermer tomonidan o‘tkazilgan. Bu tajribalarda nikel monokristallidan qaytgan
Elektronlar dastasining difraksiyasi kuzatilgan . Devisson va Jermer tajribalari sxemasi pastdagi rasmda keltirilgan. Elektron pushkada qizdirilgan A simdan chiqayotgan elektronlar dastasi A va B elektronlar orasiga qo’yilgan. U potensiallar farqida tezlashtiriladi. B elektrod tirqishidan o’tgan elektronlar C nikel monokristalliga tushadi va unda sochiladi. Sochilgan elektronlarning intensivligi G golvonometr yordamida o’lchanadi. Birinchi tajribada nikel monokristalliga energiyasi bir necha o‘n elektron-volt bo‘lgan elektronlar yo‘naltiriladi, so‘ng elektronlarning kristall sirtiga tushish burchagini o‘zgartirib, kristalldan qaytgan elektronlar dastasi intensivligining o‘zgarishi qayd qilinadi. Qaytgan elektronlar dastasi intensivligining sirpanish burchagi ga bog‘liqligi keying 2-rasmda tasvirlangan. Rasmdagi diagrammada qaytgan elektronlar intensivligining maksimumi 0 burchakka to‘g‘ri kelishi ko‘rsatilgan (elektronlar parallel tekisliklardan qaytganda sirpanish burchagi
=
Ma’lumki, zarralarni to‘lqin paketlar sifatida tekshirish muvaffaqiyatsizlikka duch kelgan edi. Paketlar yoyiladi va yo‘qolib ketadi, zarralar bunday xossaga ega emas. Mikroskopik zarralarni to‘lqin paketlar sifatida qarash mumkin emasligini bildiruvchi mulohazalar ham mavjud. Elementar zarralarning zaruriy belgisi ularning bo‘linmasligidir.
Manfiy elektr elektronlardan iborat deb qaralishining sababi zaryadlanish va razryadlanish jarayonida bir elektron yoki bir nechta elektron zaryadiga teng elektr miqdori uzatilishi mumkin. Xuddi shunday fotoeffekt qonunlarini tahlil qilish fotonlarning mavjudligini ko‘rsatadi, chunki chastotali monoxromatik yorug‘lik energiyasi fotonlarning ulushlari shaklida emas, balqi faqat energiyasi h bo‘lgan butun fotonlar sifatida tashishi va yorug‘lik energiyasining yutilishida ham h energiyali butun fotonlar shaklida yutilishi ma’lum. Bunday hol zarralarning bo‘linmasligini ko‘rsatadi.
To‘lqinlar bunday bo‘linmaslik xossasiga ega emas. To‘lqin turli fazaviy tezlikli ikki muhit chegarasida qaytgan va singan to‘lqinlarga ajraladi, kristall orqali o‘tganda esa qator difraksion dastalarga ajraladi.
Agar elektronni to‘lqinlar to‘plami deb qaraganimizda edi, u holda, masalan, elektronlar kristall orqali birin-ketin o‘tadigan o‘tadigan juda kuchsiz dastaning difraksiyasida har bir difraksion dasta faqat elektron bo‘lagini olib yurishi kerak edi, haqiqatda esa bunday bo‘lmaydi.
Agar qaytish, sinish, difraksiya kabi jarayonlarda zarralarning butunligi saqlansa, u holda ikki muhitning chegara sirtiga tushgan zarra qaytadi yoki ikkinchi muhitga o‘tadi. Ammo bunday holda to‘lqinlar va zarralar orasidagi bog‘lanish faqat statistik ravishda quyidagicha talqin qilinadi: to‘lqin intensivligining o‘lchovi bo‘lgan amplituda kvadratining ma’lum bir joydagi qiymati zarraning shu joyda topilish ehtimolyatining o‘lchovi bo‘ladi.
Buni tushuntirish uchun quyidagi interferension tajribani ko‘rib
c hiqish mumkin. S1 va S2 ikkita tirqishli tiniqmas I ekranga yassi to‘lqin tushadi (3.10-rasm). Bunday holda yetarlicha uzoqdagi sezgir II ekranda yorug‘ va qorong‘i yo‘llar ketma-ketligidan iborat interferension manzara hosil bo‘ladi. Bunday manzara to‘lqin nuqtai nazaridan tushuntirilishi kerak: chapdan ekran I ga yassi to‘lqin tushishini tasavvur qilish kerak, S1 va S2 tirqishlar bu holda ekrandan o‘ng tomondatarqaluvchi va o‘zaro interferensiyalanuvchi ikkita sferik Gyugens to‘lqinlarining markazlari bo‘lib qoladi. Ekran II (fotoplastinka)ning bu to‘lqinlar yo‘llari farqi (r2–r1) nolga yoki juft sondagi yarim to‘lqin uzunlikka teng bo‘ladigan joyida amplitudaning maksimumi, ya’ni yorug‘ yo‘llar maksimumi hosil bo‘ladi. To‘lqinlar yo‘llari farqi (r2–r1) toq sondagi yarim to‘lqin uzunlikka teng bo‘lgan joyda to‘lqinlar interferensiyalashganda bir-birini so‘ndiradi, amplituda nolga teng bo‘lib, qorong‘i yo‘llar hosil bo‘ladi. Elektronlar bo‘linmas zarralar deb qaralganda, bu yorug‘ yo‘llar hosil bo‘lishini qanday tushunish mumkin? Tushadigan elektronlar dastasi juda zaif
deb tasavvur qilinsa, tajriba natijalari interferension manzara xarakterining intensivlikka bog‘liq bo‘lmasligini ko‘rsatadi. Fotoplastinka ayrim elektronlar tushishini qayd qiladi, deb faraz qilinganda, elektronlarning zaif dastasi I ekran orqali o‘tganda fotoplastinkada dastlab tartibsiz joylashgan ayrim qorong‘i nuqtalar – elektronlarning urilish izlari paydo bo‘lishi kerak. Elektronlar urilishi sonining interferension manzara maksimumlari bo‘ladigan joylarda ko‘proq bo‘lishligini payqash mumkin. Tajriba uzoq vaqt davom ettirilganda, bu ayrim izlar interferension yo‘llarni tashkil qilishi kerak. Shunday qilib, yorug‘ interferension yo‘llar – elektronlar ko‘proq tushadigan joylardir, qorong‘i yo‘llar esa elektronlar umuman tushmaydigan joylardir.
Endi ko‘p sondagi elektronlar to‘dasi emas, balki ayrim elektronlar qaralsa, u holda elektronning topilish ehtimoliyati to‘lqin maydoni amplitudasi maksimum bo‘lgan joyda maksimal bo‘ladi, amplituda nolga teng bo‘lgan joyda ehtimoliyat ham nolga teng bo‘ladi. Ammo amplitudaning musbat ham, manfiy ham bo‘la olishligi, ehtimoliyatining esa hamma vaqt musbat son bo‘lishligi sababli ehtimoliyat amplituda kvadrati orqali ifodalanadi. De-Broyl to‘lqinlarini shunday statistik talqin qilib, to‘lqin paketlarni qulay tahlil usuli sifatida saqlash mumkin. Fazoning elektron biror muayyan paytda turgan joyini egallaydigan to‘lqin paket tuzib, uni o‘z holiga qo‘yish mumkin. Paketning biror keyingi t paytdagi shakli topilsa, u yoki bu joydagi uning amplitudasi kvadrati elektronni shu joyda t vaqtda topilish ehtimoliyatiga proporsional bo‘ladi.
Demak, zarralar ayrim hodisalarda to‘lqin xususiyatini, ayrim hodisalarda esa zarra xususiyatini namoyon qiladigan materiyadir. Lekin klassik ma’noda to‘lqin ham emas, zarra ham emas.
Do'stlaringiz bilan baham: |
