Курс лекций по концепциям современного естествознания, страница 18

Ультрафиолетовая катастрофа:

1900. Планг пытался получить эту функцию. Ему пришлось предположить, что излучение не непрерывно, а испускается отдельными порциями – квантами, энергия кванта  света пропорциональна его частоте (ε=hv, h – постоянная Планга)

Подтверждения квантовой гипотезы Кванка

Внешний фотоэффект

Внешним фотоэффектом называется вылет электронов с поверхности тела под действием света. Когда электромагнитная волна попадает в действие поля, но сила непрерывно меняется. Электрон колеблется и приобретает дополнительную энергию. Электрон может приобрести достаточную энергию, чтобы преодолеть потенциальный барьер и выходит за пределы тела. Величина энергии вылетевших электронов должна зависеть от интенсивности света. При этом кинетическая энергия не зависит от величины падающего света, этот факт не возможно объяснить с точки зрения классической электродинамики. Эту загадку решил Эйнштейн, он предположил, что свет поглощается порциями, фотонами. hV = A_вых + W_к (закон сохранения энергии)

Опыт Боте

Свет распространяется отдельными порциями. Возьмем тонкую металлическую фольгу. Её мы облучаем рентгеновскими лучами (X рейс). Лучи малой интенсивности, для того, чтобы отдельные атомы переходили в возбужденное состояние, тогда при переходе в состояние покоя, эти атомы будут излучать вторичное рентгеновское излучение. Поставлен датчик, на него попадают вторичные лучи, который регистрирует этот попадание. Есть еще один датчик с другой стороны фольги. Если бы свет был волной, датчики показывали бы абсолютно идентичные результаты, но так как этого не произошло, гипотеза подтвердилась (существуют частицы света – фотоны (кванты))

Корпускулярно волновой дуализм

Свойства микрочастиц

Микрочастицы - это и не волна, и не частицы. Это не волна потому, что микрочастицы нельзя делить (волны можно), микрочастицы всегда проявляются как целые.

Неравенства Гейзенберга

В классической механики состояние техники определяется заданием так называемых динамических переменных, как то: координат, импульса, энергии и др.

В квантовой механики существуют канонически сопряженные величины, которые не могут быть одновременно определены абсолютно точно. Эти величины связаны друг с другом соотношением неопределенности (неравенством Гейзенберга)

∆A*∆B≥h(постоянная планка)

Чем точнее определяется одна величина, тем мене точно определяется другая.

Примеры канонически сопряженных величин:

1)  координаты и проекции импульса.

2)  Энергия и время ∆E*∆t≥h

Для координат и импульсов:

Электрон – очень маленькое тело. Для определения его положения необходимо использовать электромагнитные волны малой длины (λ). На него направляют фотон с огромным импульсом, импульс электрона при взаимодействии с фотоном непредсказуемо измениться.