Планк гипотезасы: кванттық әлемнің басы

Бұл мақалада Планктың қандай гипотезасы бар , оны кімнің құрушысы және заманауи ғылымның дамуы үшін қаншалықты маңызды екендігі сипаттайды. Сондай-ақ бүкіл микроауытқа кванттау идеясының құны да көрсетіледі.

Смартфон және кванттық физика

Біздің айналамыздағы заманауи әлем жүз жыл бұрын таныс болған барлық нәрселердің технологиясынан өте ерекшеленеді. Осының бәрі тек ХХ ғасырдың басында ғалымдар кедергіні жеңіп, іске асырғаннан кейін ғана мүмкін болды: ең аз көлемдегі зат үздіксіз болып табылмайды. Және бұл дәуірді тамаша адам - Макс Планк деп қабылдады.

Planck өмірбаяны

Оның есімі - физикалық тұрақтылардың бірі, кванттық теңдеу, Германиядағы ғылыми қоғамдастық, астероид, айдағы кратер, ғарыштық телескоп. Оның бейнесі монеталарға және мөрлер мен шоттарға басып шығарылған. Max Planck қандай адам болды? Ол он тоғызыншы ғасырдың ортасында неміс отбасылық дүниеге келген. Оның ата-бабаларының арасында көптеген жақсы адвокаттар және шіркеу министрлері болған. Білім М. Планк жақсы алды, бірақ басқа физиктер оны «өзін-өзі үйреткен» деп атайды. Ғалымдар кітаптан негізгі білімдерін алды.

Планк гипотезасы теориялық тұрғыдан алынған болжамнан туылды. Ғылыми мансабында ол «ғылым аса маңызды» деген қағидатты ұстанды. Бірінші дүниежүзілік соғыста Планк Германияның қарсыластары тарапынан шетелдік әріптестермен байланыс орнатуға тырысты. Назарлардың келуі оны үлкен ғылыми қоғамдастықтың директоры ретінде тапты, ал ғалым өз қызметкерлерін қорғауға тырысып, режимнен қашқандарға шетелге шығуға көмектесті. Сондықтан Планктын гипотезасы оның жалғыз құрамы емес еді, ол үшін оған құрмет көрсетілді. Дегенмен, Гитлерге қарсы ешқашан ашық айтпады, ол өзіне зиян келтіріп қана қоймайтынын түсінді, бірақ ол қажет адамдарға көмек бере алмады. Өкінішке орай, көптеген физиктер М. Планктің осы ұстанымын қабылдамады және онымен хат алмаспады. Оның бес баласы болды, ал ең кішкентай ғана әкесі аман қалды. Үлкен ұлы Бірінші, Орта - Екінші дүниежүзілік соғыс. Екі қыз да босанудан аман қалған жоқ. Сонымен бірге замандастар Планк өз үйінде ғана болғанын айтты.

Кванттің көздері

Мектептен ғалым термодинамиканың екінші заңына қызығушылық танытты . Онда айтылғандай, кез-келген процесс тек қана хаос және энергия мен массаның жоғалуымен ғана жүреді. Ол алғаш рет термодинамикалық жүйеде өсетін бойымыздағы тұрғыдан оны тұжырымдады. Кейінірек бұл Планктің танымал гипотезасын қалыптастыруға әкелді. Ол сондай-ақ математиканы және физиканы бөлуді дәстүрге айналдырғандардың бірі болды, ол іс жүзінде соңғы теориялық секцияны құрады. Оның алдында барлық жаратылыстану ғылымдары араласып, эксперименттер лабораториялардағы сингллармен жүргізілді, бұл альхимиялық ерекшеліктерден ерекшеленбеді.

Кванттің гипотезасы

Электромагниттік толқындардың энтропиясын осцилляторлар бойынша зерттеу және екі күн бұрын, 1900 жылғы 19 қазанда алынған Планк басқа ғалымдарға кейіннен оның есімі деп аталатын формуланы ұсынды. Ол энергияны, толқын ұзындығын және сәулелену температурасын ( мүлдем қара дене үшін төтенше жағдайда ) байланыстырады. Келесі түнде Рубенс бастаған әріптестері бұл теорияны растады. Және ол дұрыс болды! Дегенмен, осы формуладан туындайтын гипотезаны теориялық тұрғыдан ақтау үшін және сонымен қатар шексіздік түрінің математикалық асқынуларын болдырмас үшін, Планк энергияның бұрын қарастырылғандай емес, бірақ бөлек бөліктерде (E = hν) энергиясын сәулелендіретінін мойындауға тура келді. Мұндай көзқарас қатты туралы барлық ойларды жойды. Планктің кванттық гипотезасы физиканы ревизиялады.

Сандық бағалаудың салдары

Алғашында ғалым өзінің жасаған ашуының маңыздылығын білмеді. Біраз уақыттан кейін ол алынған формула есептеу үшін математикалық операциялардың санын азайтудың ыңғайлы әдісі ретінде пайдаланылды. Бұл жағдайда Планк және басқа да ғалымдар үздіксіз Максвелл теңдеулерін пайдаланды. Тек физикалық мағынаға ие болмаған тұрақты h, шатастырған. Кейінірек, Альберт Эйнштейн мен Пол Эренфест тек радиоактивтіліктің жаңа құбылыстарын түсініп, оптикалық спектрлер үшін математикалық негізді табуға тырысып, Планктың болжамының маңыздылығын түсінді. Энергияны кванттау формуласын алғаш рет айтқан баяндамада жаңа физиканың дәуірі ашылды. Мүмкін, Эйнштейн өзінің алғашқы бастамасын жүзеге асырған. Сонымен, бұл оның несиесі.

Квантталған дегеніміз не?

Кез келген қарапайым бөлшектерді қабылдайтын барлық мемлекеттер дискретті болады. Тұзақтағы электрон белгілі бір деңгейде болуы мүмкін. Атомды қоздыру үдерісі, керісінше үдеріс-сәулелену сияқты, секірулерде де орын алады. Кез-келген электромагниттік өзара әрекеттесу тиісті энергияның квантымен алмасу болып табылады. Атомның энергиясы энергетикалық деңгейлердің дискретті екенін түсіну арқылы ғана шектелді . Қазір оқырмандардың Планк гипотезасы туралы сұрақ туғызбайды деп үміттенеміз және оның қазіргі әлемге, демек, әрбір адамға қандай әсері бар.