ドブロイ原子モデルは彼の博士論文では1924年にフランスの物理学者ルイ・ブロイによって提案された、ブロイは波動力学の基礎を敷設、電子の粒子と波動の二重性を主張しました。ブロイは、原子スケールでの物質の波-体の性質に関する重要な理論的発見を発表しました。
その後、1927年に科学者クリントンデイヴィッソンとレスターガーマーによって、ドブロイのステートメントが実験的に示されました。ドブロイの電子波理論は、短波長の光の波動特性に関するアインシュタインの提案に基づいています。
ブロイは、物質が光の振る舞いと似た振る舞いをした可能性を発表し、電子などの素粒子でも同様の性質を示唆した。
電荷と軌道は、電子によって記述される波の振幅、長さ、および周波数を制限します。ブロイは原子核の周りの電子の動きを説明した。
ドブロイ原子モデルの特徴
彼の提案を発展させるために、ブロイは、電子は波と粒子の間で光に似た二重の性質を持っているという原則から出発しました。
この意味で、ブロイは両方の現象を類似させており、アインシュタインが光の波動の性質を研究するために開発した方程式に基づいて、彼は次のように述べています。
-光子の総エネルギー、したがって電子の総エネルギーは、示されているように、波の周波数とプランク定数（6.62606957（29）×10 -34ジュールx秒）の積から生じます。次の式で詳しく説明します。
この式では：
E =電子のエネルギー。
h =プランクの定数。
f =波の周波数。
-光子、したがって電子の線形運動量は波長に反比例し、両方の大きさはプランク定数によって関連付けられます。
この式では：
p =電子の運動量。
h =プランクの定数。
λ=波長。
-線形運動量は、粒子の質量と、その変位中に粒子が持つ速度の積です。
上記の数式を波長の関数として再構成すると、次のようになります。
この式では：
λ=波長。
h =プランクの定数。
m =電子の質量。
v =電子の速度。
プランク定数であるhは小さな値を持っているので、波長λもそうです。その結果、電子の波動特性は原子レベルとサブ原子レベルでのみ発生すると述べることが可能です。
-ブロイもボーアの原子モデルの仮定に基づいています。後者によれば、電子の軌道は制限されており、整数の倍数にしかなりません。そう：
どこ：
λ=波長。
h =プランクの定数。
m =電子の質量。
v =電子の速度。
r =軌道の半径。
n =整数。
ブロイが基礎として採用したボーアの原子モデルによれば、電子が定在波のように振る舞う場合、許容される軌道は半径が波長λの整数倍に等しい軌道のみです。
したがって、すべての軌道が電子がそれらを移動するために必要なパラメーターを満たすわけではありません。これが、電子が特定の軌道でのみ移動できる理由です。
ドブロイ電子波理論は、水素原子の単一電子の振る舞いを説明する上でボーアの原子モデルの成功を正当化した。
同様に、このモデルがより複雑なシステム、つまり複数の電子を持つ原子に適合しなかった理由も明らかにします。
Davisson and Germer実験
ドブロイ原子モデルの実験的検証は、発表から3年後の1927年に行われました。
アメリカの主要な物理学者クリントンJ.デイヴィッソンとレスターガーマーは実験的に波の力学の理論を確認しました。
DavissonとGermerは、ニッケル結晶を通過する電子ビームの散乱テストを実施し、金属媒体を通過する回折現象を観察しました。
実施された実験は、以下の手順を実施することからなる：
-最初のインスタンスでは、既知の初期エネルギーを持つ電子ビームアセンブリが配置されました。
-電位差を引き起こすことにより電子の移動を加速するために、電圧源が設置されました。
-電子ビームの流れは金属結晶に向けられました。この場合、ニッケル。
・ニッケル結晶に衝突した電子数を測定しました。
実験の終わりに、DavissonとGermerは電子が異なる方向に散乱したことを検出しました。
異なる方向の金属結晶を使用して実験を繰り返すことにより、科学者は以下を検出しました：
-金属結晶を通る電子ビームの散乱は、光線の干渉および回折の現象に匹敵しました。
-衝撃結晶での電子の反射は、理論的にはドブロイ電子波理論に従って記述されるべき軌道を記述しました。
つまり、DavissonとGermerの実験では、電子の二重波粒子の性質を実験的に検証しました。
制限事項
ドブロイ原子モデルは、電子が移動する軌道上の電子の正確な位置を予測しません。
このモデルでは、電子は特定の位置なしで軌道全体を移動する波として認識され、それによって電子軌道の概念が導入されます。
さらに、シュレディンガーモデルに類似したドブロイ原子モデルは、同じ軸（スピン）を中心とした電子の回転を考慮していません。
電子の固有の角運動量を無視することにより、これらの素粒子の空間変動は無視されています。
同じように、このモデルは相対論的効果の結果としての高速電子の振る舞いの変化も考慮していません。
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参考文献
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- Louis de Broglie-伝記（1929）。©ノーベル財団。回収元：nobelprize.org
- Louis-Victor de Broglie（nd）。回収元：chemed.chem.purdue.edu
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- ドブロイの原子モデル。国立遠隔教育大学。スペイン。リカバリー元：ocw.innova.uned.es
- Louis De Broglie（nd）によるWaves Of Matter 回収元：hiru.eus
- Von Pamel、O.およびMarchisio、S.（nd）。量子力学。ロサリオ国立大学。回収元：fceia.unr.edu.ar