Năm 1924, xuất phát từ một số sự tương tự giữa cơ học – quang học, từ mối quan hệ giữa quang hình – quang sóng và trên cơ sở lưỡng tính sóng – hạt của ánh sáng mà Einstein đưa ra, de Broglieđã đưa ra giả thuyết: chuyển động của hạt có năng lượng
16
Evà xung lượng p liên kết với một sóng phẳng đơn sắc tương ứng gọi là sóng vật chất có tần số gócω và vector sóng k thỏa , E= ω p = k . (1.21) Hàm sóng mô tả sóng vật chất của hạt tự do ( ) ( . ) , i Et p r r t Ae− − Ψ = . (1.22)
Công thức (1.21)được gọi là hệ thức de Broglie và bước sóng λcủa sóng vật chất được gọi là bước sóng de Broglie [1, 2]. Lưỡng tính sóng – hạt là một thuộc tính cơ bản của vật chất, mọi đối tượng vật chất khi chuyển động trong không gian đều có tính chất của các hạt chuyển động kèm theo sự lan truyền của sóng tương ứng với vật chất đó.
De Broglie đã kế thừa tính sóng của ánh sáng trong lý thuyết bức xạ cũng như tính hạt của ánh sáng trong lý thuyết của Einstein và mở rộng cho tất cả các đối tượng vật chất khác. Khủng hoảng về bản chất của ánh sáng, vì thế, cũng chấm dứt. Giả thuyết de Broglie là một cuộc cách mạng trong tư tưởng vật lý lúc bấy giờ. Nó làm thay đổi quan niệm và tư tưởng của các nhà vật lý về vật chất. Đến năm 1927, hai nhà vật lý người Mỹ Clinton Davisson (1881 – 1958) và Lester Germer (1896 – 1971) đã thực nghiệmthí nghiệm nhiễu xạ chùm electron trên tinh thể Niken và xác nhận tính đúng đắn của giả thuyết[12]. Nhờ vậy, năm 1929, de Broglie được trao giải Nobel vật lý cho ý tưởng đột phá này.