Лайнус Полінг, Пітер Полінг — Хімія
Протягом останніх років багато вчених ставили собі питання: з чого ж насправді складається світло — з хвиль чи з частинок? Чи є електрон насправді частинкою, чи це хвиля?
На ці запитання не можна відповісти, просто підтвердивши той чи інший із двох протилежних варіантів відповіді. Світло як термін використовують для опису певних явищ природи. Цей термін стосується всіх властивостей, притаманних світлу, всіх явищ, що спостерігаються в будь-якій системі, для якої характерне світло. Деякі властивості світла нагадують властивості хвиль, і їх можна описати на підставі уявлень про довжину хвилі. Інші властивості світла нагадують властивості частинок, і їх можна описати із залученням уявлень про світловий квант, що несе певну кількість енергії hν і має певну масу hν/c2. Промінь світла — це ані хвилі, ані потік частинок, це й те, й інше одночасно.
Так само електрон не є ані частинкою, ані хвилею в звичайному розумінні. Багато в чому поведінка електрона нагадує поведінку малих частинок, що мають масу m і електричний заряд — e. Але електрони відрізняються від звичайних частинок, подібних до кульки підшипника, оскільки електрони поводяться так, ніби мають хвильову природу й характеризуються довжиною хвилі, яку дає рівняння де Бройля. Електрон, так само як і фотон, слід описувати, характеризуючи його і як частинку, і як хвилю.
Після першого періоду поширення цих нових уявлень про природу світла й електронів учені прийняли ідеї такого роду й виявили, що зазвичай можна передбачити, коли в певному експерименті промінь світла слід описувати переважно через довжину хвилі, а коли — через енергію й масу фотона. Іншими словами, вони навчилися правильно визначати, коли доцільно вважати світло таким, що складається з хвиль, а коли — з частинок, фотонів. Так само вони навчилися розпізнавати, коли слід розглядати електрон як частинку, а коли як хвилю. У деяких дослідах і хвильовий, і корпускулярний характер виявляються дуже виразно, і в таких випадках необхідне ретельне теоретичне дослідження із застосуванням рівнянь квантової механіки, щоб передбачити поведінку світла чи електрона. Можна поставити й інші запитання: чи існують електрони і який вигляд вони мають?
На перше запитання слід відповісти ствердно. Так, електрони існують: термін «електрон» учені застосовують, розглядаючи певні явища, такі як пучок променів в електричній розрядній трубці, вивчений Дж. Дж. Томсоном; електроном називали носій одиничного електричного заряду на краплинках олії в приладах Мілікена; електрон — це те, що приєднується до нейтрального атома Флуору й зумовлює перетворення його на флуорид-іон. Що ж до другого запитання — який вигляд має електрон, то на нього відповісти не можна. Ніхто не знає, як можна розгледіти електрон — він надто малий, щоб бути видимим унаслідок розсіяння ним звичайного видимого світла, і доти, доки не буде відкрито досконаліші за відомі нині способи вивчення природи, це запитання залишиться без відповіді. Проте дещо сказати про те, який вигляд мають протон і нейтрон, можна. При вивченні розсіяння швидко рухомих електронів протонами й нейтронами одержано інформацію про розподіл у просторі електричного заряду в цих частинках. Результати досліджень такого роду описано в підрозд. 20.4.