В 1923 году французский ученый Луи де Бройль высказал гипотезу, которая возмутила спокойствие ученого мира,— гипотезу о том, что электроны и другие элементарные частицы представляют собой не только частицы, но и волны. Если электрон обладает количеством движения р, то длина волны такого электрона равна: a=h/p. Иначе говоря, чем больше количество движения, тем короче длина.
По поводу слов «частица» и «волна» я уже высказывал свое мнение. Надеюсь, и вы без особой нужды не станете теперь произносить слово «частица». Но главное не в этом. Главное, что, если де Бройль прав, электроны должны проявлять свойства волны, а волнам свойственны дифракция и интерференция.
В 1927 году были поставлены тончайшие опыты. Вы уже знаете, что необходимо для того, чтобы получить интерференцию. Нужно пропустить лучи, или частицы (я еще некоторое время буду пользоваться этим словом), через отверстия или щели. Размеры отверстия или щели должны иметь тот же порядок, что и длина волны. Длина волны видимого света заключена в пределах примерно от 0,4 до 0,75 микрометра. Щель или отверстие такого размера можно проделать, скажем, острием иголки.
Как обстоит дело с электроном? Даже относительно медленно движущемуся электрону соответствует длина волны порядка 10-11 метра. Такую щель иголкой не волны процарапаешь. Но ученые все же додумались. Они обратили внимание на то, что в кристаллах атомы расположены на расстоянии друг от друга около 10~10 метра. Промежутки между атомами и есть не что иное, как те же самые щели, решили ученые.
К. Девиссон и Л. Джермер изучали отражение электронов от поверхности кристалла. В том же 1927 году Томсон наблюдал прохождение электронов через тонкие кристаллические пленки. И в том и в другом случаях результат был один и тот же. Наблюдалась дифракция и интерференция. Точно такая, как в случае с фотонами, проходящими через щель.
Снова поднялся переполох. Трудности, связанные с гипотезой о волновой природе электрона, заставляли многих ученых высказывать другие гипотезы и заниматься их проверкой. Выдвигалась, например, такая гипотеза. Мол, никакой волновой природы у электрона нет. Дифракционные картины? Это просто совпадение, они получаются из-за того, что отдельные электроны, собранные в пучок, определенным образом взаимодействуют друг с другом.
