Энциклопедия Техники

130 подписчиков

Свежие комментарии

  • Анатолий
    А зачем эти длинные рассуждения здесь? С очередными пугалками.Почему любовь к Б...
  • Sergey Ivanov
    Ответ на этот вопрос предельно простой. Этой идеологией о первичности любви к богу проще всего (и надежнее) подчинить...Почему любовь к Б...
  • elena volkova
    В Библии сказано : Отец небесный. Тот кто создал нас, тебя. А Создателя не любить нельзя. Можно и атеистом быть. Но...Почему любовь к Б...

Как был открыт квантовый мир.

Открытие квантового мира было спровоцировано тем , что его инициатор назвал "актом отчаяния" в конце XIX века.

Когда немецки физик Макс Планк (1858-1947) был молодым студентом , профессор университета сказал ему ,что "почти все уже открыто и остается лишь заполнить несколько пробелов " Когда в свои 40 лет Планк взялся за одну из этих небольших проблем в ходе ее решения он невольно дал начало революционно новому разделу физики.

Как был открыт квантовый мир.

Проблема, которую исследовал Планк, была связана с излучением, исходящим от абсолютно черного тела – идеального поглотителя и излучателя энергии, который не поддавался объяснению с позиции существующих законов физики . Какими бы горячими ни становились эти тела, они почти не испускали ультрафиолетового излучения.

В 1900 году Планк сообщил о своем решении проблемы «ультрафиолетовой катастрофы»: вместо того чтобы быть непрерывной, энергия распространяется маленькими порциями, которые он назвал квантами. Но Планк совершенно не имел представления о том, почему энергия должна быть именно такой, и поэтому назвал свое решение «актом отчаяния». Он не располагал никакими экспериментальными подтверждениями и основывался всего лишь на математической формуле. Все, и в первую очередь Планк, не понимали, насколько радикальным открытием было это решение.

Ситуация изменилась пять лет спустя, когда 25-летний неизвестный, которого звали Альберт Эйнштейн (1879–1955) , предложил еще более революционную идею. Он работал над фотоэлектрическим эффектом – явлением, в ходе которого электроны высвобождаются из металла светом, имеющим определенные частоты независимо от его интенсивности. Эйнштейн утверждал, что если энергия распространяется дискретными пакетами, то таким же образом распространяется и свет. Он предположил, что свет представляет собой не непрерывную волну, а поток маленьких «атомов», названных фотонами. Хотя Эйнштейн наиболее известен своей теорией относительности, свою статью 1905 года, в которой и предложил концепцию фотонов, он назвал «единственной революционной».

Традиционное понимание света и энергии начинало рушиться. Дальнейший прорыв совершил датский современник Эйнштейна Нильс Бор (1885–1962), который боролся с проблемой того, что согласно законам классической физики атом не должен существовать. Внутри атома отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг положительно заряженного ядра, но теоретически эти электроны должны терять энергию и в конечном счете падать по спирали к ядру. Устойчивость вещества представлялась невозможной.

Как был открыт квантовый мир.

Альберт Эйнштейн в 1904 году. Работа над фотоэлектрическим эффектом привела его к выдвижению концепции фотона.

Бор решил эту проблему, предположив, что электроны обращаются вокруг ядра по орбитам из дискретного набора и не могут существовать между любой парой этих орбит.

Обратите внимание: Открыт Святой Грааль палеонтологии – самое раннее известное животное на Земле.

Если они перепрыгивают с одной орбиты на другую, то излучают фотоны. Его расчеты частот этих фотонов отлично согласовывались с результатами экспериментов того времени. Это было еще одним подтверждением того, что свет испускается маленькими порциями, энергия которых соответствует разностям уровней энергии электронов. Как был открыт квантовый мир.

Затем благодаря французскому физику и аристократу Луи де Бройлю (1892–1987) случилось нечто еще более удивительное. Если световые волны также являются частицами, спрашивал он, то тогда почему бы не подумать о природе единым образом и не предположить, что атомы и электроны похожи на волны? Опираясь на уравнения Эйнштейна для фотонов, он показал, что частицы-электроны ведут себя так же, как и волны.

Эйнштейну очень нравилась эта революционная идея, но в то время она была всего лишь гипотезой. У де Бройля не было экспериментальных свидетельств, однако его работа придала огромный импульс новым исследованиям. Вскоре эксперименты с электронами и атомами гелия подтвердили, что они действительно ведут себя как волны: рассеиваются и дают интерференционные картины, когда проходят через дифракционную решетку, то есть так же, как ведут себя волны на поверхности воды . Несмотря на противоречие здравому смыслу, корпускулярно-волновой дуализм признали реальным.

Как был открыт квантовый мир.

В 1927 году Вернер Гейзенберг (1901–1976), один из лучших студентов Бора, понял, что одним из следствий корпускулярно-волнового дуализма является фундаментальное ограничение, налагаемое им на количество информации о физической системе, которое можно получить в принципе. Чем точнее мы измеряем положение частицы, тем меньше мы знаем о ее импульсе. Эта неопределенность не имеет ничего общего с практическими трудностями измерения в масштабах фотонов и электронов – это фундаментальная особенность Вселенной. Гейзенберг показал, что на квантовом уровне положение и импульс объектов не являются отдельными свойствами, как в нашем повседневном мире. Квантовые объекты имеют смесь положения и импульса, их невозможно отделить друг от друга. Даже сегодня принцип неопределенности Гейзенберга остается одним из наиболее обескураживающих предсказаний квантовой теории.

Как был открыт квантовый мир.

Понравилась или была полезной денная стать ? Если да то поставь лак и подпишись ))

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Как был открыт квантовый мир..

 

Ссылка на первоисточник

Картина дня

наверх