Уявімо собі тепер такий самий дослід з електронами. Його схема зображена на фіг. 37.3. Ми поставимо електронну гармату, яка складається з вольфрамового дротика, що нагрівається струмом і поміщений у металеву коробку з отвором. Якщо на дротик подано від'ємну напругу, а на коробку — додатну, то електрони, випущені дротиком, будуть розганятися стінками, і деякі з них проскочать крізь отвір. Усі електрони, що вискочать з гармати, матимуть (приблизно) однакову енергію. А перед гарматою ми поставимо знову стінку (цього разу тонку металеву пластинку) з двома дірочками. За стінкою стоїть інша пластинка, вона слугує «земляним валом», поглиначем. Перед нею — рухомий детектор, скажімо, лічильник Гайгера, а ще краще — електронний помножувач, до якого під'єднаний гучномовець.
Заздалегідь попереджаємо вас: не намагайтеся провести цей дослід (на відміну від перших двох, які ви, можливо, вже провели). Цей дослід ніколи ніхто так не ставив. Уся річ у тому, що для отримання цікавих для нас ефектів прилад повинен бути надто мініатюрним. Ми з вами ставимо зараз «уявний експеримент», що відрізняється від інших тим, що його легко обдумати. Що має в ньому вийти, відомо заздалегідь, тому що вже проведено безліч дослідів на приладах, розміри і пропорції яких були підібрані так, щоб став помітним той ефект, який ми зараз опишемо.
Перше, що ми помічаємо в нашому досліді з електронами, — це різкі «клац», «клац», що долинають із детектора (точніше, з гучномовця). Усі «клац» однакові. Жодних «півклацань».
Ми помічаємо також, що вони йдуть цілком нерегулярно. Скажімо, так: клац… клац-клац... клац, клац…… клац-клац…. клац ... і т. д. Кому траплялося бачити лічильник Гайгера, знає, як він клацає. Якщо підрахувати, скільки разів гучномовець клацнув за досить тривалий час (скажімо, за кілька хвилин), а потім знову підрахувати, скільки він відклацав за інший такий самий проміжок часу, то обидва числа будуть майже однаковими. Тому можна говорити про середню частоту, з якою чуються клацання (стільки-то «клац» за хвилину в середньому).
Коли ми переставляємо детектор, частота клацань то зростає, то падає, але величина (гучність) кожного «клац» завжди залишається однією й тією самою. Якщо ми охолодимо дротик у гарматі, частота клацань спаде, але кожне «клац» звучатиме, як і раніше. Поставимо біля поглинача два окремих детектори; тоді ми одразу помітимо, що клацає то один з них, то інший, але ніколи обидва разом. (Хіба що іноді наше вухо не розділить двох клацань, що пішли дуже швидко одне за одним.) Тому ми доходимо висновку, що все, що потрапляє в детектор, приходить туди «порціями». Усі «порції» однієї величини; у детектор (або поглинач) потрапляє тільки ціла «порція»; у кожен момент у поглинач потрапляє лише одна порція. Ми говоримо: «Електрони завжди приходять однаковими порціями».
Як і в досліді зі стрільбою з кулемета, ми спробуємо тепер пошукати в новому досліді відповідь на запитання: «Яка відносна ймовірність того, що електронна «порція» потрапить у поглинач на різних відстанях х від середини?» Як і в тому досліді, ми отримаємо відносну ймовірність, підраховуючи частоту клацань при стабільно працюючій гарматі. Ймовірність, що порції опиняться на певній відстані х, пропорційна середній частоті клацань при цьому х. У результаті нашого досліду отримана найцікавіша крива Р12, зображена на фіг. 37.3,в. Так! Саме так і поводяться електрони!Дослід з електронами
Уявімо собі тепер такий самий дослід з електронами. Його схема зображена на фіг. 37.3. Ми поставимо електронну гармату, яка складається з вольфрамового дротика, що нагрівається струмом і поміщений у металеву коробку з отвором. Якщо на дротик подано від'ємну напругу, а на коробку — додатну, то електрони, випущені дротиком, будуть розганятися стінками, і деякі з них проскочать крізь отвір. Усі електрони, що вискочать з гармати, матимуть (приблизно) однакову енергію. А перед гарматою ми поставимо знову стінку (цього разу тонку металеву пластинку) з двома дірочками. За стінкою стоїть інша пластинка, вона слугує «земляним валом», поглиначем. Перед нею — рухомий детектор, скажімо, лічильник Гайгера, а ще краще — електронний помножувач, до якого під'єднаний гучномовець.
Заздалегідь попереджаємо вас: не намагайтеся провести цей дослід (на відміну від перших двох, які ви, можливо, вже провели). Цей дослід ніколи ніхто так не ставив. Уся річ у тому, що для отримання цікавих для нас ефектів прилад повинен бути надто мініатюрним. Ми з вами ставимо зараз «уявний експеримент», що відрізняється від інших тим, що його легко обдумати. Що має в ньому вийти, відомо заздалегідь, тому що вже проведено безліч дослідів на приладах, розміри і пропорції яких були підібрані так, щоб став помітним той ефект, який ми зараз опишемо.
Перше, що ми помічаємо в нашому досліді з електронами, — це різкі «клац», «клац», що долинають із детектора (точніше, з гучномовця). Усі «клац» однакові. Жодних «півклацань».
Ми помічаємо також, що вони йдуть цілком нерегулярно. Скажімо, так: клац… клац-клац... клац, клац…… клац-клац…. клац ... і т. д. Кому траплялося бачити лічильник Гайгера, знає, як він клацає. Якщо підрахувати, скільки разів гучномовець клацнув за досить тривалий час (скажімо, за кілька хвилин), а потім знову підрахувати, скільки він відклацав за інший такий самий проміжок часу, то обидва числа будуть майже однаковими. Тому можна говорити про середню частоту, з якою чуються клацання (стільки-то «клац» за хвилину в середньому).
Коли ми переставляємо детектор, частота клацань то зростає, то падає, але величина (гучність) кожного «клац» завжди залишається однією й тією самою. Якщо ми охолодимо дротик у гарматі, частота клацань спаде, але кожне «клац» звучатиме, як і раніше. Поставимо біля поглинача два окремих детектори; тоді ми одразу помітимо, що клацає то один з них, то інший, але ніколи обидва разом. (Хіба що іноді наше вухо не розділить двох клацань, що пішли дуже швидко одне за одним.) Тому ми доходимо висновку, що все, що потрапляє в детектор, приходить туди «порціями». Усі «порції» однієї величини; у детектор (або поглинач) потрапляє тільки ціла «порція»; у кожен момент у поглинач потрапляє лише одна порція. Ми говоримо: «Електрони завжди приходять однаковими порціями».
Як і в досліді зі стрільбою з кулемета, ми спробуємо тепер пошукати в новому досліді відповідь на запитання: «Яка відносна ймовірність того, що електронна «порція» потрапить у поглинач на різних відстанях х від середини?» Як і в тому досліді, ми отримаємо відносну ймовірність, підраховуючи частоту клацань при стабільно працюючій гарматі. Ймовірність, що порції опиняться на певній відстані х, пропорційна середній частоті клацань при цьому х. У результаті нашого досліду отримана найцікавіша крива Р12, зображена на фіг. 37.3,в. Так! Саме так і поводяться електрони!