|
|
|
La baza teoriei cuantice moderne ondulatorii privind materia sta ipoteza
indrazneata facuta in 1924 de catre de Broglie
referitoare la dualitatea unda-corpuscul a materiei. Prin analogie cu
fotonul, de Broglie asociaza
oricarei particule de masa m si viteza 
o unda a carei lungime de unda este data
de relatia:
(I.1)
Justetea acestei ipoteze primita initial cu scepticism, a fost confirmata in 1927 de catre experientele lui Davisson si Germer referitoare la difractia electronilor la trecerea lor prin foite metalice subtiri, conducand la figuri de interferenta asemanatoare celor obtinute cu raze X.
Ipoteza lui de Broglie face ca postulatul cuantificarii privind
miscarea electronului introdus de Bohr sa devina de prisos. Asimiland electronul in miscarea sa pe
orbita in jurul nucleului cu o unda stationara de Broglie, se impune
in mod firesc conditia ca circumferinta orbitei circulare sa fie un
multiplu intreg al lungimi de unda 
. Luand in considerare relatia (I.1) rezulta
simplu:
(I.2)
care nu este altceva decat conditia de
cuantificare a momentului cinetic orbital 
introdusa de Bohr prin postulat.
La interpretarea naturii undelor de Broglie apar unele dificultati. Astfel, considerand particula un pachet de unde, centrul acestui pachet s-ar propaga in spatiu ca o particula, dar dimensiunile pachetului ar creste necontenit si particula ar deveni din ce in ce mai difuza. Prin difractie, particula s-ar desface in unde izolate pierzandu-si individualitatea. Pe de alta parte, considerand ca undele de Broglie iau nastere intr-un mediu format dintr-un numar foarte mare de particule, deci sunt formate din particule, figurile de interferenta ar trebui sa depinda de intensitatea fascicolului folosit si nu de numarul total de particule care au fost folosite in obtinerea figurilor respective, fapt constatat experimental.
Interpretarea justa a undelor de Broglie a fost data de Max Born. Acesta atribuie o semnificatie statistica, probabilistica undelor de Broglie, ceea ce permite intelegerea fenomenelor ondulatorii, fara a fi necesar sa se renunte la caracterul individual al particulelor . Dupa Max Born , intr-un punct oarecare al spatiului, intensitatea undelor de Broglie este proportionala cu probabilitatea de a gasi particula in punctul respectiv. Conform acestei interpretari, undele de Broglie nu au nimic comun cu undele fizicii clasice, deci nu trebuie considerate unde materiale. Aceste unde sunt de fapt unde de probabilitate care determina probabilitatea de a gasi particula intr-un punct al spatiului si care, intocmai unor unde pilot, vor dirija intr-un fel miscarea particulelor, tinand locul traiectoriei din mecanica clasica.
Teoria Bohr-Sommerfeld privind structura atomului, desi introduce cuantificarea, opereaza cu notiunile fizicii clasice, iar imaginea electronului in miscarea pe orbite stationare in jurul nucleului, este, datorita dualitatii unda-corpuscul, lipsita de sens fizic.
In descrierea fenomenelor atomice trebuie renuntat la imaginile intuitive date de fizica clasica privind miscarea corpurilor. Problemele privind structura atomilor si a moleculelor trebuie abordate pe o cale cu totul noua, folosind un aparat matematic adecvat. Exista doua directii de abordare care, desi diferite, conduc la rezultate identice: cea a lui Heisenberg bazata pe reprezentarea matriceala a operatorilor (marimi proprii noii mecanici), care a condus la mecanica matriceala si cea a lui Schrödinger bazata pe conceptul de unda de Broglie si care a generat mecanica ondulatorie. Cele doua mecanici nu numai ca ajung la rezultate identice ci, dupa cum s-a demonstrat ulterior, sunt perfect echivalente, avand doar un limbaj diferit. Astfel, ele sunt cunoscute in fizica moderna sub denumirea comuna de mecanica cuantica.
