В 1905 году Эйнштейн, развивая идею Планка при работе над теорией фотоэффекта, предположил, что свет не только испускается, но и распространяется квантами, то есть дискретность присуща самому свету: свет состоит из отдельных порций – световых квантов, названных позднее фотонами. Таким образом, для объяснения излучения черного тела и фотоэлектрического эффекта, которые не могли быть объяснены волновой теорией, потребовались кванты Планка – Эйнштейна [80. С. 253].
А вот для обоснования существования уровней энергии Бора – Зоммерфельда в атоме и экспериментальных данных по дифракции электронов потребовались утверждения де Бройля и Шредингера о том, что корпускулярные материальные объекты при некоторых обстоятельствах проявляют и волновые свойства.
В 1924 году один из создателей квантовой механики Луи де Бройль, иностранный член АН СССР с 1958 года, выдвинул идею о волновых свойствах материи, за разработку которой в 1929 году был удостоен Нобелевской премии [9. С. 171]. Оригинальная гипотеза де Бройля (волновая механика материи) заключается в том, что частицы могут обладать волновыми свойствами интерференции, дифракции и способностью проходить через границу раздела сред. Он выдвинул постулат, согласно которому частица обладает свойствами волны. Ее длина обратно пропорциональна импульсу частицы, то есть чем больше масса или скорость частицы, тем короче эффективная длина волны. И опять длина волны и импульс частицы связаны между собой постоянной Планка.
По гипотезе де Бройля, не только фотоны, но и все «обыкновенные частицы» (электроны, протоны и др.) обладают волновыми свойствами, которые, в частности, должны проявляться в дифракции частиц. Дифракция микрочастиц – это рассеяние электронов, нейтронов, атомов и других микрочастиц кристаллами или молекулами жидкостей и газов, при котором из начального пучка частиц возникают дополнительные отклоненные пучки этих частиц [58. С. 170].
В 1927 году американские физики К. Дэвиссон и Л. Джермер впервые наблюдали дифракцию электронов. Позднее волновые свойства были обнаружены и у других частиц. Справедливость формулы де Бройля была подтверждена экспериментально.
В 1926 году австрийский физик Э. Шредингер предложил уравнение, описывающее поведение таких «волн» во внешних силовых полях. Ему удалось с высокой точностью рассчитать энергетические уровни простейших атомных структур, предположив, что электроны образуют стоячие волны со сферическими граничными условиями, определяемыми электрическим потенциалом атомных ядер. Так возникла волновая механика [58. С. 253].