Корпускулярно-волновой дуализм и волны материи
Квантовые объекты нельзя полностью описать ни классическими частицами, ни классическими волнами. Разные эксперименты раскрывают взаимодополняющие стороны единого квантового описания.
1. Свет как фотоны
Интерференция и дифракция показывают волновую сторону света, а обмен энергией происходит локальными квантами — фотонами. Фотон частоты f и длины волны λ имеет E = hf = hc/λ и импульс p = h/λ = E/c, где h — постоянная Планка, c — скорость света. Меньшая длина волны означает большие частоту, энергию и импульс фотона.
2. Фотоэлектрический эффект
При освещении подходящей поверхности электроны испускаются, только если энергия фотона превышает работу выхода φ. Максимальная кинетическая энергия Kmax = hf − φ, пороговая частота f0 = φ/h. Увеличение интенсивности выше порога даёт больше фотонов в секунду и может увеличить число электронов, но не энергию отдельного фотона. Увеличение частоты повышает энергию фотона и Kmax.