Мне часто приходят вопросы с просьбами объяснить природу корпускулярно-волнового дуализма. Как так получается, что свет может одновременно проявлять свойства и частиц, и волны? Как вообще это возможно и в чём это выражается? Сегодня мы будем разбираться в этих вопросах вместе.
Кстати эту статью можно просмотреть/прослушать на нашем канале на youtube!
Мы постоянно видим вокруг нас, как вещи ведут себя как частицы. К примеру если подбросить мяч вверх он будет лететь по строго определённой траектории и упадёт на землю в одном чётко определённом месте.
Точно так же мы видим и волновое поведение. К примеру когда играет музыка или мы что-то говорим — звуковые колебания распространяются в воздухе и их слышат люди в разных местах.
Или когда например если бросить камень в воду — волны созданные падением камня будут распространятся во всех направлениях и достигнут берега во многих местах сразу.
В физике очень малых частиц мы наблюдаем, как частицы, такие как например фотоны, электроны, протоны и т.д. Проявляют одновременно свойства и частицы и волны. К примеру если мы в комнате выпустим одиночный электрон он будет распространяться как волна, но когда он достигнет стены, он ударится о стену только в одном месте.
На примере более привычных нам волн это можно представить следующим образом: если бы вы крикнули, то звуковые волны от вас распространялись бы во всех направлениях, но только один человек услышал бы вас. Или например волны от брошенного камня точно так же распространялись бы во все стороны, но ударялись бы о берег только в одном месте.
Однако вернёмся к элементарным частицам. Как можно всё-таки изобразить корпускулярно-волновой дуализм, например, электрона Проще всего это сделать, представив электрон, как пылинку внутри капли воды.Когда капля ударится о поверхность она растечётся по ней как волна и пылинка может оказаться где угодно внутри этой волны.
Пылинка (наш электрон) направляется движением волны, и если мы зададимся целью найти где именно она находится, мы найдём её строго в одном месте.
Также волна определяет насколько вероятно найти пылинку в каждой конкретной точке.Так например если капля разделится на две неравные части, то с большей вероятностью пылинка окажется в той части капли, которая больше.
В квантовой механике корпускулярно-волновой дуализм работает примерно также. Каждая частица определяется волной, которую описывает волновая функция. Волновая функция - это особая математическая функция, квадрат которй описывает вероятность нахождения частицы (нашего электрона) в каком-то определенном месте.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где я отвечаю на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!