ալիք-կենտրոնացման երկկայունության սկզբունքը
Ընդհանրապես, Ֆոտոէլեկտրոնային էֆեկտ, Կրոմպտոնի էֆեկտը և Բորի ատոմի մոդելը զգալի է բացահայտվել լույսի կամ ընդհանուր ճառագայթման մասին նախադասությունը, որը կազմված է մասնիկներից կամ դիսկրետ Քվանտային էներգիա։
Այնուամենայնիվ, Հայգենսի սկզբունքը և Եունգի կրկնակի շարժողության փորձերը կարողացան ցույց տալ, որ լույսը ալիք է և ոչ մի մասնիկների հոսք։
Այս կրկնակի շարժողության միջոցով դիտարկված հակասական ինտերֆերենցիայի մոդելը կարողացավ հաստատել լույսի ալիքային բնույթը։ Սա նորից հայտնեց լույսի բնույթի հակառակությունը։ Նյուտոնը 1704 թվականին նաև ներկայացրեց լույսի մասնիկային բնույթը իր կորպուսկուլյար տեսությամբ։
Ոչ մի տեսություն չէր բավարար բոլոր լույսի հետ կապված երևույթները բացատրելու համար։ Այսպիսով, գիտնականները սկսեցին ենթադրել, որ լույսը ունի և ալիքային և մասնիկային բնույթ։ 1924 թվականին ֆրանսիացի ֆիզիկոս Լուի դը Բրոյլը ներկայացրեց նոր տեսություն։ Նա ենթադրեց, որ այս միջավայրում բոլոր մասնիկները ունեն նաև ալիքային բնույթ, այսինքն աշխարհի մեջ ամեն բան, անկախ այն փոքր ֆոտոն է, թե մեծ աղվես, ունի իր ալիքը, նախկինում այդ ալիքային բնույթը նշանակալի է թե ոչ։ Նա վերագրեց ալիքային երկարություն յուրաքանչյուր մասնիկին զանգված m և իմպուլս p որպես
որտեղ, h-ն Պլանկի հաստատունն է և p = mv, v-ն մասնիկի արագությունն է։
Այսպիսով, աղվեսի մեծ զանգվածը ունի նշանակալի իմպուլս և այդ պատճառով շատ փոքր ալիքային երկարություն, որը մենք չենք կարող դիտել։ Այնուամենայնիվ, փոքր մասնիկներ, ինչպիսիք են էլեկտրոնները և այլն, ունեն շատ փոքր զանգված և հետևաբար շատ նշանակալի ալիքային երկարություն կամ ալիքային բնույթ։ Դը Բրոյլի այս տեսությունը նաև օգնում է բացատրել Բորի ատոմի մոդելում ուղիների դիսկրետ գոյությունը։ Էլեկտրոնը կգոյություն ունենա ուղին, եթե դրա երկարությունը հավասար է իր բնական ալիքային երկարության ամբողջ բազմապատիկը, եթե նա չի կարող ավարտել իր ալիքը, ապա այդ ուղին չի գոյություն ունենալ։
Դեვիսոնը և Գերմերը էլեկտրոնների դիֆրակցիայի փորձը կրիստալի վրա և նման ինտերֆերենցիայի մոդելը ստացվել է էլեկտրոնների բոլոր կրկնակի շարժողության հետ անհամար կարողացան ուժեղացնել դը Բրոյլի մասնիկային ալիքային տեսությունը կամ ալիք-մասնիկային դիոլեկտիկա տեսությունը։
Կոմպտոնի էֆեկտ
Ֆոտոէլեկտրոնային էֆեկտում լույսը հարվածում է մետաղի վրա որպես ֆոտոնների հոսք։ Մեկ ֆոտոնի էներգիան կարող է հանդիսանալ էլեկտրոնի աշխատանքային ֆունկցիայի էներգիան և նաև կուտակել դրա կինետիկ էներգիան։ Այս ֆոտոնները են լույսի ալիքի մասնիկային վարքը։ Սիր Ալբերտ Այնշտայնը ենթադրեց, որ լույսը մեծ քանակությամբ էներգիայի պակետների կամ ֆոտոնների համախումբ է, որտեղ յուրաքանչյուր ֆոտոն պարունակում է hf էներգիա։ Այստեղ h-ն Պլանկի հաստատունն է, իսկ f-ը լույսի հաճախությունն է։ Սա լույսի ալիքի մասնիկային վարքն է։ Լույսի ալիքի կամ այլ էլեկտրամագնիսական ալիքի մասնիկային վարքը կարող է բացատրվել Կոմպտոնի էֆեկտով։
Այս փորձում, մի առանց ռենտգեն ճառագայթը հաճախությամբ fo և ալիքային երկարությամբ λo հարվածում է էլեկտրոնին։ Հարվածումից հետո էլեկտրոնը և հարվածող առանց ռենտգեն ճառագայթը տարածվում են երկու տարբեր անկյուններով հարվածող առանց ռենտգեն ճառագայթի առանցքի նկատմամբ։ Այս հարվածը համաձայն է էներգիայի պահպանման սկզբունքի, ինչպես Նյուտոնյան մասնիկների հարվածը։ Այն հայտնաբերվեց, որ հարվածից հետո էլեկտրոնը արագացվում է որոշակի ուղղությամբ, իսկ հարվածող առանց ռենտգեն ճառագայթը դիֆրակցվում է մյուս ուղղությամբ և դիտվում է, որ դիֆրակցված ճառագայթը ունի տարբեր հաճախություն և ալիքային երկարություն հարվածող առանց ռենտգեն ճառագայթից։ Քանի որ ֆոտոնի էներգիան փոփոխվում է հաճախության հետ, կարող է ենթադրվել, որ հարվածող առանց ռենտգեն ճառագայթը կորցնում է էներգիա հարվածի ընթացքում, և դիֆրակցված ճառագայթի հաճախությունը միշտ փոքր է հարվածող առանց ռենտգեն ճառագայթի հաճախությունից։ Այս կորցված էներգիան կոնտրիբուցիա է էլեկտրոնի շարժման կինետիկ էներգիային։ Այս հարվածը առանց ռենտգեն ճառագայթի կամ նրա ֆոտոնների և էլեկտրոնի հարվածը նման է Նյուտոնյան մասնիկների, ինչպիսիք են ბիլիարդի գնդակները։
Ֆոտոնի էներգիան տրվում է հետևյալ բանաձևով
Այսպիսով, ֆոտոնի իմպուլսը կարող է ապացուցվել հետևյալ բանաձևով
Որը կարող է գրվել որպես,
(1) հավասարումից կարող է ենթադրվել, որ ալիքային երկարություն λ ունեցող էլեկտրամագնիսական ալիքը կունենա իմպուլս p ունեցող ֆոտոն։
(2) հավասարումից կարող է ենթադրվել, որ իմպուլս p ունեցող մասնիկը կապված է ալիքային երկարությամբ λ։ Այս նշանակում է, որ ալիքը ունի մասնիկային բնույթ, իսկ մասնիկը շարժման ընթ
