Задания № 20, 21 · ЕГЭ

Волновые свойства частиц

Как частицы проявляют интерференцию и дифракцию
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Волновые свойства частиц — это способность частиц с ненулевым импульсом проявлять интерференцию и дифракцию. Такое поведение подтверждает корпускулярно-волновой дуализм: частица обнаруживается как отдельный объект, но вероятность её обнаружения изменяется по волновым законам.

Волновые свойства частиц
Проявление интерференции и дифракции частицами, движущимися с импульсом \(p\ne 0\). Частице сопоставляют волну де Бройля, поэтому при подходящих условиях пучок электронов, нейтронов или других частиц может давать картину максимумов и минимумов интенсивности.

Длину волны, связанную с движущейся частицей, находят по формуле де Бройля. Чем больше импульс частицы, тем меньше её длина волны и тем труднее наблюдать волновые эффекты.

\[\lambda=\frac{h}{p}=\frac{h}{mv}\]1
\(\lambda\)
длина волны де Бройля
м
\(h\)
постоянная Планка
Дж·с
\(p\)
импульс
кг·м/с
\(m\)
масса
кг
\(v\)
скорость
м/с

Длину волны де Бройля полезно читать раньше: именно она определяет, при каких размерах щели или кристаллической решётки дифракция становится заметной. В опыте с двумя щелями отдельные электроны регистрируются по одному, но после накопления большого числа попаданий образуют интерференционную картину.

№
Пример

Электрон проходит через кристаллическую решётку. Расстояние между атомными плоскостями сравнимо с длиной волны де Бройля электрона, поэтому волны, рассеянные на разных плоскостях, усиливают друг друга лишь в определённых направлениях. На экране появляются дифракционные максимумы.

!
Не путайте

Волновые свойства не означают, что частица превращается в обычную растянутую волну. Волновая функция описывает состояния и вероятности обнаружения частицы, а не форму маленького материального тела. При увеличении импульса длина волны уменьшается.

Проверьте себя

Как изменится длина волны де Бройля электрона, если его импульс увеличить в 2 раза?

Волновые свойства связаны с вероятностным описанием микромира и принципом неопределённости. Для крупных тел длина волны де Бройля настолько мала, что интерференция и дифракция практически незаметны.

Главное за минуту

Главное

  • Частицам с импульсом сопоставляется длина волны де Бройля \(\lambda=\frac{h}{p}\).
  • Электроны и другие микрочастицы могут давать интерференцию и дифракцию.
  • Чем больше импульс частицы, тем меньше её длина волны и тем слабее наблюдаемые волновые эффекты.