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物質波の理論 ぶっしつはのりろんtheory of material wave

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

物質波の理論
ぶっしつはのりろん
theory of material wave

1924年 L.V.ド・ブロイが提唱した理論。普通は波と考えられていた光が,光電効果コンプトン効果によって粒子性をもつことが明らかになったため,普通は粒子と考えられていた電子も,波の性質をもつに違いないとする類推が基本的な考え方になっている。電子の質量を m ,速度を v (したがって運動量は pmv ) とすると,電子線の波長 (ド・ブロイ波長) λ は,λ=h/ph/mv ( h はプランク定数) で与えられる。ド・ブロイは,この考えを水素原子に適用した。水素原子では,電子は原子核のまわりを半径 a の円を描き,速度 v で動いて安定な状態になっていると考えると,波の立場でいえば,この円周上で定在波ができていることになる。すなわち,円周 2πa はド・ブロイ波長 λ の整数倍にならなければならない。これから,N.ボーアが提唱した量子条件が導き出される。したがって,量子条件は実は電子の波動性の現れであると考えることができる。ド・ブロイはさらに,幾何光学を近似理論として含む波動光学のように,古典力学を近似理論として含みうる新しい力学をつくることを考えた。 1926年 E.シュレーディンガーは,ド・ブロイの考えを発展させて,波動力学をつくることに成功した。この業績により,29年ド・ブロイにノーベル物理学賞が授与された。 (→ド・ブロイ波 )

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