В начале 19 в. ученые наделяют свет волновыми свойствами, но в конце 19 в. открыты такие явления как, фотоэффект, т. е. выравнивание электронов, с поверхности металла при поглощении света этой поверхности, которые не объяснимы с волновых позиций. Тогда Эйнштейн создает гипотезу, что свет это и волна и частица, называют её фотоном. А спустя 20 лет после этого Луи де Бройль распространяет волновые свойства на все элементарные частицы(1924г.). Для света импульс фотона можно записать 
Направление импульса совпадает с направлением распространения света. 
соотношение де Бройля. Оно восстанавливает связь волновой хар-ки частицы λ, с корпускулярной хар-кой импульса частиц. То есть де Бройль предположил, что волновые свойства хар-терны для всех элементарных частиц. Немного позднее были получены экспериментальные результаты, подтверждающие гипотезу де Бройля. Рассм. эксперимент по дифракции электронов:
А) счетчик Гейгера замеряет напротив отверстия А: 100 отсчетов в минуту
Б)напротив отверстия В, наблюд. Максимальное число отчетов: 100 отчетов/минуту
В) ожидаемый результат, согласно классическим представлениям
Г) в центре экрана получено 400 отчетов в минуту, также имеются области на экране с полным отсутствием электронов, т. е. полученный результат является типичной картиной для интерференции света от двух щелей, таким образом было доказан, что электрон это волна.
Да лее проводились эксперименты, когда одиночные электроны направлялись на экран с двумя отверстиями, поскольку эта волна, она должна была пройти через два отверстия, но этого никогда не происходит. Электрон всегда обязательно проходит либо через отверстие А, либо через отверстие В. В этом док – во, что электрон- корпускула. Опытом также док - ны волновые свойства пучков атомов и молекул: 
. Скорости присваивается наиболее вероятная скорость в пучке, которая определяется: 
. Для водорода при 360К получим длину волны λ=13Нм, а для гелия при той же tо λ=9Нм(нанометров),получилась длина волны соизмеримая с периодом кристаллической решетки, а это значит, что пучки нейтронов, электронов, протонов, отдельных атомов будут дифрагировать (огибание волнами препятствий с измеримых с длиной волны) на кристаллической решетки. При отражении получается дифракционная картина от двумерной дифракционной решетки. С помощью дифракции нейтронов исследуется структура органических кристаллов, включающих такие легкие атомы, как водород, лучше, чем исследования с помощью рентгеновских лучей, так как нейтральные частицы нейтроны не взаимодействуют ни с электронами, ни с протонами этих кристаллов. Таким образом, наличие волновых свойств у элементарных движущихся частиц, является (представляет) собой универсальное явление. Так же энергия всех элементарных частиц определяется по формуле: W=hν. Волны присуще элементарным частицам, обладают особой квантовой природой и называются волнами де Бройля. Если электромагнитные волны испускают только ускоренные заряженные частицы, то волны де Бройля наблюдаются пр равномерном движении элементарных частиц. Вопрос о природе этих волн ставится, как вопрос о физическом смысле квадрата модуля амплитуды: 
, которая пропорциональна интенсивности волны: ~ I. В опыте с электронами наибольшая интенсивность этих волн указывала на max кол-во электронов в этих точках пространства, поэтому с другой стороны интенсивность волне Бройля определяет плотность вероятности попадания электронов в данную точку пространства и имеет вероятностный или статистический смысл, поскольку элементарная частица-это волна, ей присваивается основная хар-ка, называется волновой функцией.
Волновая функция обозначается ψ(x,y,z,t). Квадрат модуля волновой функции 
определяет с одной стороны интенсивность волн де Бройля, а с другой стороны плотность вероятности попадания частицы в данную точку пространства: ~ I, dw =
. =
. В 1913 году Бор установил связь новой квантовой физики со строением атомов, исходя из дуализма элементарных частиц, он установил дискретность электронных орбит любого атома, а в 1925-1927 гг. Гейзенберг, Бор, Шрёдингер, Дирак превратили квантовую механику в новую теорию. Первой её особенностью явилось введение в теоретический язык нового понятия квантования. Атом может находиться в определенных состояниях, соответствующих нахождению электрона на дискретном энергетическом уровне. Это значит, что энергия не может быть функцией только координат и импульсов, в противном случае передавая значение координатам и импульсам можно получить непрерывный ряд значений энергии. Основная же идея квантовой механики состоит в том, что энергию нужно рассматривать, как оператор. Переход от чисел к оператору является смелой идеей квантовой механики. Оператор – это математическая операция, производимая над объектом, которым является функция. Функции, переходящие под действием оператора в саму себя, называются собственными фун-ями данного оператора. А численные множители, на которые они умножаются, называются собственными значениями оператора. 
←Собственное значение оператора. Каждому оператору соответствуют набор собственных значений, который называется спектром. В классической механике координаты и импульсы независимы в том смысле, что мы можем приписывать координате произвольные численные значения независимо от того, какое значение имеет импульс. В квантовой механике происходит уменьшение независимых переменных вдвое по сравнению с классической физикой. Согласно соотношению де Бройля λ=h/p, координаты более не являются независимыми от импульса. Операторы, соответствующие координатам и импульсам могут быть представлены только в координатах или только в импульсах. Эту ситуацию выражает принцип неопределенности Гейзенберга: ∆px∙ ∆x ≥ ħ, ∆E∙∆t ≥ ħ ←соотношение неопределенности. Принцип дополнительности сформулирован Бором, согласно которому при экспериментальном исследовании микрообъекта могут быть получены точные данные, либо об импульсе(∆p) и энергии(∆E), либо о координате (∆x) и времени(∆t), т. е. о поведении в пространстве и времени. Т. е. получаем две взаимоисключающие картины: энергетически - импульсную или пространственно – временную. Они получаются при взаимодействии микрообъекта с измерительным устройством и дополняют друг друга. Из основных положений квантовой физики вытекает принцип симметрии: все процессы в природе не меняются, т.е. симметричны при проведении трех (одновременно) преобразований: 1) при переходе от частиц к античастицам (зарядовое сопряжение). 2) зеркальное отражение (пространственная инверсия) 3) при переходе от времени t к -t (обращение времени). В классической механике энергия обозначается Н и называется гамильтониан- функция. А в квантовой механике вводится 
- гамильтониан-оператор. Этот оператор выполняет очень важную миссию: с одной стороны его собственное значение определяют энергетические уровни, с другой стороны также как в классической механике гамильтониан определяет временную эволюцию системы. Аналогом временных уравнений является уравнения Шрёдингера, решение которых позволяет вычислить положение, принимаемое микрочастицы в любой момент времени, как в прошлом, так и в будущем.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему