Laineosakeste duaalsus kirjeldab footonid ja subatomaatilised osakesed, nii et neil oleks nii lainete kui ka osakeste omadused. Laineosakeste duaalsus on kvantmehaanika oluline osa, kuna see annab võimaluse selgitada, miks klassikalises mehaanikas töötavad mõisted "laine" ja "osake" ei kata kvant objektid. Valguse kahetine olemus saavutas oma tunnustuse pärast 1905. aastat, kui Albert Einstein kirjeldas valgust footonite abil, mis eksponeeris osakeste omadusi ja esitas seejärel oma kuulsa spetsiaalse relatiivsusteooria, milles valgus toimis väljana lainetest.
Osakesed, mis näitavad laine-osakeste duaalsust
Laineosakeste kahesust on tõestatud footonite (valgus), elementaarsete osakeste, aatomite ja molekulide puhul. Suuremate osakeste, näiteks molekulide laineomadused on aga äärmiselt lühikese lainepikkusega ning neid on keeruline tuvastada ja mõõta. Klassikalisest mehaanikast piisab tavaliselt makroskoopiliste olemite käitumise kirjeldamiseks.
Laineosakeste duaalsuse tõendid
Lainete-osakeste kahesust on kinnitanud arvukad eksperimendid, kuid mõned konkreetsed varajased katsed lõpetasid arutelu selle üle, kas valgus koosneb kas lainetest või osakestest:
Fotoelektriline efekt - kerge käitub osakestena
fotoelektriline efekt on nähtus, kus metallid kiirgavad valguse käes elektrone. Käitumine fotoelektronid ei saa seletada klassikalise elektromagnetilise teooriaga. Heinrich Hertz märkis, et ultraviolettvalguse sära elektroodidel parandas nende võimet tekitada elektrilisi sädemeid (1887). Einstein (1905) selgitas fotoelektrilist efekti tulenevalt valgust, mida kantakse diskreetsetes kvantiseeritud pakendites. Robert Millikani eksperiment (1921) kinnitas Einsteini kirjeldust ja viis selleni, et Einstein võitis 1921. aastal Nobeli preemia "oma avastuse eest fotoelektriline efekt "ja Millikan võitis 1923. aastal Nobeli preemia töö eest elektri põhilaengu ja fotoelektri eest efekt ".
Davisson-Germeri eksperiment - kerge käitub kui lained
Davisson-Germeri eksperiment kinnitas deBroglie hüpoteesi ja oli aluseks kvantmehaanika sõnastamisele. Katse kohaldas osakeste suhtes difraktsiooni Braggi seadust. Eksperimentaalne vaakumseade mõõtis soojendatud traatfilamendi pinnalt hajutatud elektronide energiaid ja lasi lööda nikli metallpinna. Elektronkiirt saab pöörata, et mõõta nurga muutumise mõju hajutatud elektronidele. Teadlased leidsid, et hajutatud tala intensiivsus jõudis haripunkti teatud nurkade alt. See osutas lainete käitumisele ja seda saab seletada Braggi seaduse kohaldamisega nikkelkristallvõre vahekaugusele.
Thomas Youngi topeltpilu eksperiment
Youngi topeltpiluga katset saab seletada laineosakeste duaalsuse abil. Kiirgav valgus liigub lähtest eemale elektromagnetilise lainena. Piluga kokku puutudes läbib laine pilu ja jaguneb kaheks lainefrondiks, mis kattuvad. Ekraanile löömise hetkel "laguneb" laineväli ühtseks punktiks ja muutub footoniks.