15 Июля 2010

Квантовая гипотеза Макса Планка

Аналогии в области физики   Просмотров: 18357

Макс ПланкЛауреат Нобелевской премии по физике за 1918 год Макс Планк (1900) выдвинул свою квантовую гипотезу, согласно которой энергия излучения абсолютно черного тела состоит из отдельных неделимых далее порций (квантов) по аналогии с идеей Л. Больцмана (1872) о том, что в идеальном газе энергия каждой молекулы может принимать только определенные дискретные значения. Занимаясь вычислением энтропии идеального газа на основе математических методов комбинаторики и теории вероятностей, Больцман использовал вспомогательное предположение о дискретности энергии молекул. Когда Планк занимался вычислением энергии излучения абсолютного черного тела, он столкнулся с большими трудностями и вынужден был воспользоваться той же идеей о дискретности энергии излучения. В период исследований Планка крупнейшие ученые мира, пытаясь решить проблему излучения, пришли к выводу, что нагретое тело независимо от температуры должно излучать бесконечно большую энергию в ультрафиолетовой части спектра, но это противоречило опыту. Этот парадоксальный вывод получил в физике название ультрафиолетовой катастрофы. Для выхода из этой тупиковой ситуации Планк обратил внимание на те физические представления об обмене энергией между молекулами, которые исповедовал Больцман и которые не замечали все остальные ученые. Суть этих представлений заключалась в том, что Больцман использовал представление о наличии отдельных порций энергии. В одном из писем Больцман заявил Планку, что он никогда не сможет построить вполне правильную теорию статистической термодинамики излучения без введения в процессы излучения ранее неизвестного элемента дискретности. Именно после этого, поняв продуктивность подхода Больцмана, Планк по аналогии решил, что и энергию излучения абсолютно черного тела надо разбить на отдельные порции. М.Я. Гельфер в книге «История и методология термодинамики и статистической физики» (1981) указывает: «К 1900 г. Планк понял, что, оставаясь только на позициях феноменологизма (что характерно, как мы видели в его работах, для этого периода), выйти из тупика не удастся. Необходим радикальный шаг – перенос идей Больцмана из области молекулярно-кинетической теории на область излучения. Признав эту необходимость, Планк делал крутой поворот в своем мировоззрении, ибо это означало переход на позиции атомистики со всеми вытекающими отсюда последствиями» (Гельфер, 1981, с.472). Об этом же пишет физик Луи де Бройль в статье «Таинственная постоянная h – великое открытие Макса Планка» (сборник «Вернер Гейзенберг. У истоков квантовой теории», 2004): «Будучи большим поклонником прославленного Больцмана, Планк сообщил о своей работе основателю статистической механики, представляя последнюю на его суд. Больцман ответил ему, что он никогда не сможет построить правильную теорию статистической термодинамики излучения без введения в процессы излучения ранее неизвестного элемента дискретности». Со слов де Бройля, «замечание Больцмана помогло ему найти правильный путь к своему великому открытию» (де Бройль, 2004, с.338-339).

Планк говорит о себе: «С юности меня вдохновило на занятие наукой осознание того, отнюдь не самоочевидного факта, что законы нашего мышления совпадают с закономерностями, имеющими место в процессе получения впечатлений от внешнего мира, и что, следовательно, человек может судить об этих закономерностях при помощи чистого мышления».

1

  1. странник,

    гениальные глыбы века,хороший старт дали науке,но увы никто ещё не устранил их ошибки,повторяя их и далее.излучение.

Оставьте комментарий!

Не регистрировать/аноним

(Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.)

Комментатор/хотите зарегистрироваться

(Для регистрации укажите пароль и свой действующий email. Связка email-пароль позволяет вам комментировать и редактировать данные в вашем персональном аккаунте, такие как адрес сайта, ник и т.п. Письмо с активацией придет в ящик, указанный при регистрации.)

(обязательно)