תשובה
השאלה האם האלקטרון הוא גל או חלקיק עומדת בבסיס תורת הקוונטים. התשובה לשאלתך נובעת מן העובדה שכאשר אנו צופים באלקטרון אנחנו מיצרים "הפרעה" המשנה את התנהגותו ולכן מצבו בעת הצפייה שונה ממצבו הטבעי. ובהרחבה: בשפה הפיסיקאלית שהיתה נהוגה במאה ה-19 היתה נהוגה הפרדה בין חומר לבין אנרגיה.לדוגמא,לאלקטרון יש מאסה ולכן הוא חומר וכאשר הוא נע יש לו אנרגיית תנועה ותנע הנובעים ממאסתו,כיוון התנועה שלו ומהירותו.האלקטרון,בתנועתו, גם מייצר אנרגיה המתבטאת בשדה ובגלים אלקטרו מגנטיים. אולם, ניסוים שנערכו בחלקיקים האלמנטריים של החומר גילו שבניסויים מסויימים התנהג האלקטרון כמאסה חומרית שניתן לתת לה כיוון ומהירות ואף ניתן לראות כיצד האלקטרון מתנגש באטום או במסך פלורסצנטי ונקודת הפגיעה שלו והתנע שהוא יוצר ברורים ונראים. לעומת זאת,נסויים אחרים גילו שלאלומת אלקטרונים יש תכונות של גל ולדוגמא,היא יוצרת תופעה של התאבכות כאשר מעבירים אותה דרך תווך ובו סדקים צרים. נשאלה השאלה מהי מהותם של חלקיקים אלה:אלקטרונים,פוטונים וכו' חומר או גל אנרגיה ? לבעייה זו הצטרפה הבעייה הנוספת ,אותה הזכרת, והיא שלא ניתן לדעת בעת ובעונה אחת גם את האנרגיה של החלקיק וגם את מיקומו הרגעי ונתוני תנועתו.התופעה נקראת עיקרון אי הוודאות של הייזנברג. הסיבה לכך היא שמדידת מיקום ותנועת החלקיק מתבצעת על ידי שליחה של חלקיק/ים נוסף/ים, האמור לפגוע בו.לדוגמא,קרני אור. בגופים גדולים אין מדידה זו משנה משמעותית את התנהגות הגוף כיוון שמאסת חלקיקי האור קטנה מאוד בהשוואה למאסת הגופים. לעומת זאת,כאשר פוגע אלקטרון או פוטון באלקטרון ,שמאסתו קטנה ביותר,עצם הפגיעה בחלקיק הנמדד משנה את נתוני התנועה שלו והדבר פוגם בניסוי.ולכן,כאמור,ניתן,בנקודת זמן מסויימת לדעת או את המצב האנרגטי של החלקיק או את מיקומו אלא להעריך את ההסתברות שהחלקיק ימצא במקום מסויים במסלולו סביב לגרעין האטום. המדע השלים עם העובדה שתיאור שלם של החלקיקים ה"קוונטיים" (החלקיקים האלמנטריים המרכיבים את החומר) בלתי אפשרי בלי לשלב במשוואות הן את ההתיחסות לגל והן את ההתיחסות לחלקיק.תיאורים אלה נקראים תיאורים "משלימים" כיוון ששילובם מאפשר להבין את התנהגות החלקיק ולהסביר את הניסויים והתצפיות השונים. אין הדבר אומר כי זהו תיאורה האמיתי של המציאות הפיסיקאלית אלא רק שתיאור זה הוא הטוב ביותר שמסוגלת השפה המדעית לספק. שוקי.
