
Волн нет, а волновые свойства есть. В чем же дело? Но здесь как раз и заключена ненаглядность микромира!
Волны де Бройля оказались просто одним из методов описания поведения микрочастиц; своеобразным переводом с языка микромира на знакомый нам язык больших тел.
Все знают закон Ньютона и его уравнение
F = mа
то есть сила равна массе, умноженной на ускорение. Это математическое выражение хорошо описывает поведение «обычных» частиц. Решение приведенного уравнения для различных случаев позволяет вычислить скорость и положение тела в любой момент времени. Но, конечно, для микрочастиц с их волновыми свойствами уравнение Ньютона не пригодно. Здесь необходимо волновое уравнение, которого мы писать не будем, однако должны знать, что никакие вычисления не дадут нам точного состояния частиц. Поэтому решение волнового уравнения только указывает на вероятность этого состояния. Что это значит?
Предположим, что наши вычисления дали нам значение вероятности 0,7 для состояния электрона со скоростью 250 тысяч километров в секунду в интересующей нас точке пространства. Будет ли он там наверняка? Конечно, нет. Если мы мысленно произведем 100 измерений, то только в 70 случаях мы его встретим там, в остальных 30 он будет в других местах. Вот в чем заключается «размазывание» электрона. Вместо какой-то определенной орбиты в атоме он занимает уже целую большую область. В любых точках этой области он может быть в данный момент. Как часто он будет в разных местах, определяется вероятностью, то есть решением волнового уравнения.
Таким образом, волны де Бройля есть волны вероятности. Они описывают нам не точное значение скорости, энергии, положения микрочастицы, а лишь вероятность того, что частица будет обладать этими параметрами.
Механика микрочастиц — квантовая механика — подробно разбирает затронутые здесь вопросы. Нам придется к ним время от времени возвращаться. Ведь нас интересует микромир!