ეს ნიშნავს, რომ ისინი არანაირად არ არიან დამოკიდებულნი მატერიის შემავსებელ სივრცეზე და მის მოძრაობაზე, ხოლო სივრცითი და დროის ინტერვალების გაზომვის შედეგები არ არის დამოკიდებული არჩეულზე. საცნობარო სისტემები, კერძოდ, გაზომილი ობიექტის მოძრაობის სიჩქარეზე დამკვირვებელთან მიმართებაში;

  • ფიზიკური სისტემის დამახასიათებელი ნებისმიერი რაოდენობით ცვლილებები უწყვეტი- ეს ნიშნავს, რომ ერთი ფიქსირებული მდგომარეობიდან მეორეზე გადასვლისას, ფიზიკური სისტემა გადის უსასრულო რაოდენობის გარდამავალ მდგომარეობას, რომელშიც სისტემის ყველა ფიზიკური პარამეტრი იღებს შუალედურ მნიშვნელობებს საწყის და საბოლოო მდგომარეობებს შორის.
  • კლასიკური ფიზიკის ფუნდამენტური თეორიებია

    • თერმოდინამიკა და სტატისტიკური ფიზიკა

    "ახალი ფიზიკის" გაჩენა

    კვანტური თეორია

    კვანტური კონცეფციების წყალობით, შესაძლებელი გახდა ატომების ბირთვებში და ვარსკვლავების ინტერიერში მომხდარი ფენომენების ადეკვატური აღწერა, რადიოაქტიურობა, ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკა, მყარი მდგომარეობის ფიზიკა, დაბალი ტემპერატურის ფიზიკა (ზეგამტარობა და ზესთხევადობა). ეს იდეები ემსახურებოდა თეორიულ საფუძველს ფიზიკის მრავალი პრაქტიკული გამოყენების შესაქმნელად: ბირთვული ენერგია, ნახევარგამტარული ტექნოლოგია, ლაზერები და ა.შ.

    Ფარდობითობის თეორია

    1905 წელს ალბერტ აინშტაინმა შემოგვთავაზა ფარდობითობის სპეციალური თეორია, რომელიც უარყოფს სივრცისა და დროის აბსოლუტურობის კონცეფციას და აცხადებს მათ ფარდობითობას: გარკვეულ ფიზიკურ ობიექტთან დაკავშირებული სივრცითი და დროის ინტერვალების სიდიდე დამოკიდებულია მოძრაობის სიჩქარეზე. ობიექტი არჩეულ საცნობარო სისტემასთან (კოორდინატთა სისტემა) შედარებით. სხვადასხვა კოორდინატულ სისტემებში ამ რაოდენობას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული მნიშვნელობა. კერძოდ, დამოუკიდებელი ფიზიკური მოვლენების ერთდროულობა ასევე ფარდობითი იყო: მოვლენები, რომლებიც ერთდროულად მოხდა ერთ კოორდინატულ სისტემაში, შეიძლება მოხდეს სხვადასხვა დროს მეორეში. ამ თეორიამ შესაძლებელი გახადა სამყაროს ლოგიკურად თანმიმდევრული კინემატიკური სურათის აგება დაუკვირვებადი აბსოლუტური სივრცის, აბსოლუტური დროისა და ეთერის ცნებების გამოყენების გარეშე. კიდევ ერთი პლანეტა, მზესთან უფრო ახლოს, ვიდრე მერკური და რომელიც არასოდეს აღმოაჩინეს. დღეს უკვე არსებობს ფარდობითობის თეორიის მართებულობის ექსპერიმენტული მტკიცებულება. კერძოდ, იმის ახსნა, რაც აღმოაჩინეს ჯერ კიდევ მე-19 საუკუნეში. ელექტრონის მასის დამოკიდებულება მის სიჩქარეზე: ფარდობითობის თეორიის მიხედვით, ნებისმიერი ფიზიკური სხეულის დაკვირვებული მასა უფრო დიდია, რაც უფრო დიდია მისი მოძრაობის სიჩქარე დამკვირვებელთან შედარებით, ხოლო ექსპერიმენტებში დაკვირვებულ ელექტრონებს ჩვეულებრივ აქვთ საკმარისად მაღალი შესამჩნევი იყოს რელატივისტური ეფექტების გამოვლინების სიჩქარე.

    კლასიკური ფიზიკა დღეს

    იმისდა მიუხედავად, რომ ბევრი ფენომენი ადეკვატურად არ არის აღწერილი კლასიკური ფიზიკის ფარგლებში, ის მაინც ადამიანის ცოდნის „ოქროს ფონდის“ განუყოფელი ნაწილია და ყველაზე მოთხოვნადია ფიზიკისა და საინჟინრო დისციპლინების უმეტესობაში. ეს არის ზოგადი ფიზიკის კურსების სავალდებულო კომპონენტი, რომელიც ისწავლება მსოფლიოს ყველა საბუნებისმეტყველო და საინჟინრო საგანმანათლებლო დაწესებულებაში.

    ეს აიხსნება იმით, რომ "ახალი ფიზიკის" უპირატესობა მხოლოდ განსაკუთრებულ შემთხვევებში იგრძნობა.

    • კვანტური ეფექტები მნიშვნელოვნად ვლინდება მიკროსამყაროში - ატომის ზომასთან შესადარ დისტანციებზე; ბევრად უფრო დიდ მანძილზე, კვანტური განტოლებები კლასიკურამდე მცირდება.
    • ჰაიზენბერგის გაურკვევლობა, მნიშვნელოვანი მიკროსამყაროს დონეზე, მაკროსამყაროს დონეზე, ძალზე მცირეა ფიზიკური სიდიდეების პრაქტიკული გაზომვების შეცდომებთან და ამ გაზომვებზე დაფუძნებული გამოთვლების შედეგებთან შედარებით.
    • რელატივისტური ფიზიკა უფრო ზუსტად აღწერს გიგანტური მასის ობიექტებს (შედარებულია გალაქტიკების მასასთან) და სხეულების მოძრაობას სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით. აღწერილი ობიექტების დაბალი სიჩქარისა და დაბალი მასების დროს ფარდობითობის თეორიის განტოლებები მცირდება კლასიკური მექანიკის განტოლებამდე.

    ამავდროულად, კლასიკური ფიზიკის მათემატიკური აპარატურა უფრო მარტივი და გასაგებია ყოველდღიური გამოცდილების თვალსაზრისით და უმეტეს შემთხვევაში კლასიკური ფიზიკის მეთოდებით მიღებული შედეგების სიზუსტე სრულად აკმაყოფილებს პრაქტიკის საჭიროებებს.

    ამრიგად, „ახალმა ფიზიკამ“ არა მხოლოდ არ მიიყვანა კლასიკური ფიზიკის მეთოდებისა და მიღწევების სრულ უარყოფამდე, არამედ გადაარჩინა ის „ზოგადი დამარცხებისგან“, რომლის შესახებაც ა.პუანკარე წერდა 1905 წელს, ასეთი კლასიკის მიტოვების ფასად. პრინციპები, როგორიცაა დეტერმინიზმი, ფიზიკური რაოდენობების ცვლილებების უწყვეტობა და სივრცისა და დროის აბსოლუტურობა.

    ცნობილია, რომ მე-19 საუკუნის ბოლოს გამოცხადდა, რომ კლასიკური ფიზიკის კანონები წარმატებით მუშაობს მხოლოდ მაკროსამყაროში, სხვები კი მიკროსამყაროში – კვანტური კანონები. ეს თვალსაზრისი დომინანტური იყო მთელი მეოცე საუკუნის განმავლობაში. ახლა კი, როდესაც კლასიკური ფიზიკის კანონების საფუძველზე გამოვავლინეთ ფოტონის, ელექტრონის, პროტონის, ნეიტრონის მოდელები და ბირთვების, ატომებისა და მოლეკულების ფორმირების პრინციპები, ჩნდება კითხვა: წარსულის ფიზიკოსები. თაობები უშვებს შეცდომას კლასიკური ფიზიკის უნარის გადაჭრაში მიკროსამყაროს პრობლემების გადაჭრით? ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, მოდით, ყურადღებით გავაანალიზოთ უნდობლობის წარმოშობა კლასიკურ ფიზიკაში, როდესაც ვეძებთ ექსპერიმენტული ინფორმაციის მისაღები ინტერპრეტაციას შავი სხეულის გამოსხივების შესახებ (ნახ. 103).

    ყველაფერი შავი სხეულის გამოსხივების კანონის დამკვიდრებით დაიწყო (სურ. 103). ამ კანონის მათემატიკური მოდელის წარმოშობა, რომელიც განხორციელდა მაქს პლანკის მიერ მეოცე საუკუნის დასაწყისში, ეფუძნებოდა ცნებებსა და იდეებს, რომლებიც ითვლებოდა, რომ ეწინააღმდეგებოდა კლასიკური ფიზიკის კანონებს.

    ბრინჯი. 103. სრულიად შავი სხეულის გრაფიკული მოდელი

    პლანკმა შავი სხეულის გამოსხივების კანონის მათემატიკურ მოდელში შეიტანა მუდმივი მექანიკური მოქმედების განზომილებით, რაც აშკარად ეწინააღმდეგებოდა იდეებს ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ტალღური ბუნების შესახებ. მიუხედავად ამისა, მისმა მათემატიკურმა მოდელმა საკმაოდ ზუსტად აღწერა ამ გამოსხივების ექსპერიმენტული დამოკიდებულებები. მუდმივი, რომელიც მან შემოიღო, მიუთითებს იმაზე, რომ გამოსხივება იყო არა უწყვეტი, არამედ ნაწილებად. ეს ეწინააღმდეგებოდა რეილი-ჯინსის რადიაციის კანონს, რომელიც ემყარებოდა იდეებს ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ტალღური ბუნების შესახებ, მაგრამ აღწერდა ექსპერიმენტულ დამოკიდებულებას მხოლოდ დაბალი სიხშირის დიაპაზონში.

    ვინაიდან შავი სხეულის გამოსხივების კანონის მათემატიკური მოდელი შეიცავს რეილი-ჯინსის რადიაციის კანონის მათემატიკურ მოდელს, გამოდის, რომ პლანკის კანონი შავი სხეულის გამოსხივების შესახებ ეფუძნება ურთიერთგამომრიცხავ ტალღასა და კორპუსკულურ იდეებს გამოსხივების ბუნების შესახებ.

    გამოსხივების უწყვეტი ტალღის პროცესის შეუთავსებლობა ნაწილობრივ პროცესთან იყო დამაჯერებელი მიზეზი კლასიკური ფიზიკის კრიზისის ამოცნობისთვის. იმ მომენტიდან ფიზიკოსებმა დაიწყეს სჯეროდეს, რომ კლასიკური ფიზიკის კანონების ფარგლები შემოიფარგლებოდა მაკროკოსმოსით. მიკროსამყაროში, მათი აზრით, მოქმედებს სხვა, კვანტური კანონები, ამიტომ ფიზიკას, რომელიც აღწერს მიკროსამყაროს, კვანტური ფიზიკა უნდა ეწოდოს. უნდა აღინიშნოს, რომ მაქს პლანკი ცდილობდა გაუმკლავდა ასეთი ფიზიკური ცნებების ნარევს და დაებრუნებინა ისინი განვითარების კლასიკურ გზაზე, მაგრამ ამ პრობლემის გადაჭრა ვერ შეძლო.

    თითქმის ასი წლის შემდეგ, უნდა ვაღიაროთ, რომ კლასიკური და კვანტური ფიზიკის კანონებს შორის საზღვარი ჯერ კიდევ არ არის დადგენილი. მიკროსამყაროს მრავალი პრობლემის გადაჭრაში ჯერ კიდევ არსებობს მნიშვნელოვანი სირთულეები და ბევრი მათგანი გადაუჭრელად ითვლება ჩამოყალიბებული ცნებებისა და იდეების ფარგლებში, ამიტომ იძულებულნი ვართ დავუბრუნდეთ მაქს პლანკის მცდელობას, გამოვიტანოთ შავი სხეულის გამოსხივების კანონის მათემატიკური მოდელი. კლასიკურ ცნებებზე დაყრდნობით.

    ფოტოელექტრული ეფექტის პირველი კანონი შეიძლება აიხსნას კლასიკური ფიზიკის გამოყენებით, მაგრამ მეორე და მესამე მასში კანონების ახსნა შეუძლებელია.

    ფაქტია, რომ კლასიკური ელექტროდინამიკის მიხედვით, სინათლის ტალღის ენერგია დამოკიდებულია მხოლოდ მის ამპლიტუდაზე და არ არის დამოკიდებული სიხშირეზე. აქედან გამომდინარე, შეუძლებელია ახსნა ფოტოელექტრული ეფექტის ექსპერიმენტულად დადგენილი მეორე კანონი, რომლის მიხედვითაც გამოდევნილი ელექტრონების მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია იზრდება ხაზოვანი ინციდენტის სინათლის გაზრდის სიხშირით. ამავე მიზეზით, ფოტოელექტრული ეფექტის მესამე კანონის ახსნა შეუძლებელია.

    მოდით აღვნიშნოთ ფოტოელექტრული ეფექტის კიდევ ერთი მახასიათებელი, რომელიც ასევე აუხსნელია კლასიკური ელექტროდინამიკის ფარგლებში, - ეს არის ფოტოელექტრული ეფექტის „ინერციულობა“.

    გამოცდილება გვიჩვენებს, რომ ხდება ფოტოდენი ერთბაშად როდესაც სინათლე ეჯახება ელექტროდს 1. კლასიკური ელექტროდინამიკის მიხედვით, იმისთვის, რომ სინათლის ტალღამ ელექტრონი „აანთოს“ და მისცეს მას ლითონისგან გასაქცევად საკმარისი ენერგია, აუცილებლად უნდა გაიაროს გარკვეული დრო.

    კვანტური ფიზიკა. 2014

    • ფოტოელექტრული ეფექტის კანონები
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • კითხვები და დავალებები § 25 პუნქტისთვის. ფოტოელექტრული ეფექტი
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • 1. ფოტოელექტრული ეფექტის კანონები
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • ფოტოელექტრული ეფექტის ექსპერიმენტული შესწავლა
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • კითხვები და დავალებები § 19 პუნქტისთვის. სინათლის ბუნება. გეომეტრიული ოპტიკის კანონები
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა

    • ფიზიკის ილუსტრაციები მე-10 კლასისთვის -> მექანიკური ვიბრაციები და ტალღები
    • რატომ მოძრაობს მატარებელი შეუფერხებლად?
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-10 კლასისთვის ->
    • რატომ ჩნდება დიდი ძალები დარტყმის დროს?
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-10 კლასისთვის -> კონსერვაციის კანონები მექანიკაში

    • ფიზიკის ილუსტრაციები მე-10 კლასისთვის -> დინამიკა
    • რატომ არასოდეს ჩერდება მოლეკულების მოძრაობა?
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-10 კლასისთვის -> მოლეკულური ფიზიკა და თერმოდინამიკა
    • რატომ არის ვიოლინოები და გიტარები წაგრძელებული?
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-10 კლასისთვის -> მექანიკა
    • თავი 3. კონსერვაციის კანონები მექანიკაში
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-10 კლასისთვის -> მექანიკა
    • რატომ არ ვგრძნობთ დედამიწის მოძრაობას?
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-10 კლასისთვის -> მექანიკა
    • მიმოწერის პრინციპი
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-10 კლასისთვის ->
    • ფიზიკური კანონებისა და თეორიების გამოყენებადობის საზღვრები
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-10 კლასისთვის -> ფიზიკა და შემეცნების მეცნიერული მეთოდი
    • სამეცნიერო სამართალი და მეცნიერული თეორია
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-10 კლასისთვის -> ფიზიკა და შემეცნების მეცნიერული მეთოდი
    • ბორის მიმოწერის პრინციპი
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • 3. შესაბამისობა კლასიკურ და კვანტურ მექანიკას შორის
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • ალბათობა კლასიკურ ფიზიკაში
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • 3. ბორის პოსტულატები
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • 3. ფოტოელექტრული ეფექტის გამოყენება
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • 2. ფოტოელექტრული ეფექტის თეორია
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • ჩავატაროთ ექსპერიმენტი თემაზე 1. ფოტოელექტრული ეფექტის კანონები
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • 3. პლანკის ჰიპოთეზა
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • 2. "ულტრაიისფერი კატასტროფა"
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა

    • ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • სინათლის გარდატეხის კანონები
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • სინათლის ასახვის კანონები
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • რატომ არის მხოლოდ მაგნიტური ურთიერთქმედება დირიჟორებს შორის?
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • თავი 2. პირდაპირი დენის კანონები
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • რატომ მოქმედებს ელექტრული ველი დაუმუხტავ ობიექტებზე?
      ფიზიკის სახელმძღვანელო მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • ინსტალაცია ფოტოელექტრული ეფექტის შესასწავლად
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • ფოტოელექტრული ეფექტის დემონსტრირება
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-11 კლასისთვის -> კვანტური ფიზიკა
    • რატომ არის ცა ლურჯი და მზე მოყვითალო?
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • რატომ ჩნდება საპნის ბუშტები მრავალფერად?
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • როგორ ხსნის ტალღის თეორია სინათლის არეკვლისა და გარდატეხის კანონებს?
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • სინათლის გარდატეხის კანონები
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • სინათლის ასახვის კანონები
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • სინათლის ბუნება. გეომეტრიული ოპტიკის კანონები
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-11 კლასისთვის -> ელექტროდინამიკა
    • ფოტოელექტრული ეფექტის გამოყენება
      საინტერესო რამ ფიზიკის შესახებ -> ფიზიკის ენციკლოპედია
    • აინშტაინის განტოლება ფოტოელექტრული ეფექტისთვის
      საინტერესო რამ ფიზიკის შესახებ -> ფიზიკის ენციკლოპედია
    • ფოტოელექტრული ეფექტის თეორია
      საინტერესო რამ ფიზიკის შესახებ -> ფიზიკის ენციკლოპედია
    • ფოტოელექტრული ეფექტის კანონები
      საინტერესო რამ ფიზიკის შესახებ -> ფიზიკის ენციკლოპედია
    • გარდატეხის კანონები
      საინტერესო რამ ფიზიკის შესახებ -> ფიზიკის ენციკლოპედია
    • ასახვის კანონები
      საინტერესო რამ ფიზიკის შესახებ -> ფიზიკის ენციკლოპედია
    • ნიუტონ ისააკი
      საინტერესო რამ ფიზიკის შესახებ -> ისტორიები ფიზიკოს მეცნიერთა შესახებ
    • იარაღის უკუცემა
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-10 კლასისთვის -> კონსერვაციის კანონები მექანიკაში
    • ტვირთი და ტროლეი
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-10 კლასისთვის -> კონსერვაციის კანონები მექანიკაში
    • Tug of War
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-10 კლასისთვის -> კონსერვაციის კანონები მექანიკაში
    • იდენტური ბურთების შეჯახება
      ფიზიკის ილუსტრაციები მე-10 კლასისთვის -> კონსერვაციის კანონები მექანიკაში

    ცნობილია, რომ მე-19 საუკუნის ბოლოს გამოცხადდა, რომ კლასიკური ფიზიკის კანონები წარმატებით მუშაობს მხოლოდ მაკროსამყაროში, სხვები კი მიკროსამყაროში – კვანტური კანონები. ეს თვალსაზრისი დომინანტური იყო მთელი მეოცე საუკუნის განმავლობაში. ახლა კი, როდესაც კლასიკური ფიზიკის კანონების საფუძველზე გამოვავლინეთ ფოტონის, ელექტრონის, პროტონის, ნეიტრონის მოდელები და ბირთვების, ატომებისა და მოლეკულების ფორმირების პრინციპები, ჩნდება კითხვა: წარსულის ფიზიკოსები. თაობები უშვებს შეცდომას კლასიკური ფიზიკის უნარის გადაჭრაში მიკროსამყაროს პრობლემების გადაჭრით? ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, მოდით, ყურადღებით გავაანალიზოთ უნდობლობის წარმოშობა კლასიკურ ფიზიკაში, როდესაც ვეძებთ ექსპერიმენტული ინფორმაციის მისაღები ინტერპრეტაციას შავი სხეულის გამოსხივების შესახებ (ნახ. 119).

    ყველაფერი შავი სხეულის გამოსხივების კანონის დამკვიდრებით დაიწყო (სურ. 119). ამ კანონის მათემატიკური მოდელის წარმოშობა, რომელიც განხორციელდა მაქს პლანკის მიერ მეოცე საუკუნის დასაწყისში, ეფუძნებოდა ცნებებსა და იდეებს, რომლებიც ითვლებოდა, რომ ეწინააღმდეგებოდა კლასიკური ფიზიკის კანონებს.

    ბრინჯი. 119. ა) აბსოლუტურად შავი სხეულის გრაფიკული მოდელი;

    ბ) – აბსოლუტურად შავი სხეულის რადიაციის სიმკვრივის დამოკიდებულება გამოსხივებული ფოტონების ტალღის სიგრძეზე.

    პლანკმა შავი სხეულის გამოსხივების კანონის მათემატიკურ მოდელში შეიტანა მუდმივი მექანიკური მოქმედების განზომილებით, რაც აშკარად ეწინააღმდეგებოდა იდეებს ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ტალღური ბუნების შესახებ. მიუხედავად ამისა, მისმა მათემატიკურმა მოდელმა საკმაოდ ზუსტად აღწერა ამ გამოსხივების ექსპერიმენტული დამოკიდებულებები. მუდმივი, რომელიც მან შემოიღო, მიუთითებს იმაზე, რომ გამოსხივება იყო არა უწყვეტი, არამედ ნაწილებად. ეს ეწინააღმდეგებოდა Rayleigh-Jeans-ის რადიაციულ კანონს, რომელიც ეფუძნებოდა იდეებს ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ტალღური ბუნების შესახებ, მაგრამ აღწერდა ექსპერიმენტულ დამოკიდებულებას მხოლოდ დაბალი სიხშირის დიაპაზონში (236), ანუ რადიაციის გრძელი ტალღების სიგრძეზე (ნახ. 119).

    უპირველეს ყოვლისა, წარმოგიდგენთ Rayleigh-Jeans-ის ფორმულას, რომელიც დამაკმაყოფილებლად აღწერს გამოსხივების დაბალი სიხშირის დიაპაზონის ექსპერიმენტულ ნიმუშს (ნახ. 119). ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ტალღური კონცეფციების საფუძველზე, მათ დაადგინეს, რომ აბსოლუტურად შავი სხეულის მოცულობაში შემავალი ენერგია განისაზღვრება დამოკიდებულებით.

    , (236)

    სად არის გამოსხივების სიხშირე; - აბსოლუტურად შავი სხეულის ღრუს მოცულობა (სურ. 119); - სინათლის სიჩქარე; - ბოლცმანის მუდმივი; - აბსოლუტური გამოსხივების ტემპერატურა.

    მიმართების (236) მარცხენა და მარჯვენა მხარეების მოცულობით გაყოფით, ვიღებთ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მოცულობითი სიმკვრივეს.

    . (237)

    ამ ფორმულის წარმოშობა ემყარება აბსოლუტურად შავი სხეულის დახურულ ღრუში არსებობის იდეას (ნახ. 119, ბ) ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მუდმივი ტალღების მთელი რიცხვი სიხშირით.

    მათემატიკური მოდელის მისაღებად, რომელიც აღწერს შავი სხეულის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მთელ სპექტრს, მაქს პლანკმა დაადგინა, რომ გამოსხივება ხდება არა უწყვეტად, არამედ ნაწილებად ისე, რომ თითოეული გამოსხივებული ნაწილის ენერგია ტოლი იყოს, და გამოთვლის ფორმულა შავი სხეულის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სიმკვრივე აღმოჩნდა შემდეგი (სურ. 119)

    . (238)

    რაოდენობა არის მუდმივი მოქმედების მექანიკური განზომილებით. უფრო მეტიც, ამ მოქმედების მნიშვნელობა მაშინ სრულიად გაუგებარი იყო. მიუხედავად ამისა, პლანკის მიერ მიღებული მათემატიკური მოდელი (238) საკმაოდ ზუსტად აღწერს შავი სხეულის გამოსხივების ექსპერიმენტულ ნიმუშებს (სურ. 119).

    როგორც ხედავთ, გამოთქმა ფორმულაში (238) ასრულებს რაილი-ჯინსის ფორმულის (237) მნიშვნელოვანი დანამატის როლს, რომლის არსი ემყარება იმ ფაქტს, რომ არის ერთი გამოსხივებული ფოტონის ენერგია.

    ვინაიდან შავი სხეულის გამოსხივების კანონის მათემატიკური მოდელი (238) შეიცავს რეილი-ჯინსის გამოსხივების კანონის მათემატიკურ მოდელს (236), გამოდის, რომ პლანკის კანონი შავი სხეულის გამოსხივების შესახებ ეფუძნება ურთიერთგამომრიცხავ ტალღას და კორპუსკულურ იდეებს რადიაციის ბუნება.

    გამოსხივების უწყვეტი ტალღის პროცესის შეუთავსებლობა ნაწილობრივ პროცესთან იყო დამაჯერებელი მიზეზი კლასიკური ფიზიკის კრიზისის ამოცნობისთვის. იმ მომენტიდან ფიზიკოსებმა დაიწყეს სჯეროდეს, რომ კლასიკური ფიზიკის კანონების ფარგლები შემოიფარგლებოდა მაკროკოსმოსით. მიკროსამყაროში, მათი აზრით, მოქმედებს სხვა, კვანტური კანონები, ამიტომ ფიზიკას, რომელიც აღწერს მიკროსამყაროს, კვანტური ფიზიკა უნდა ეწოდოს. უნდა აღინიშნოს, რომ მაქს პლანკი ცდილობდა გაუმკლავდა ასეთი ფიზიკური ცნებების ნარევს და დაებრუნებინა ისინი განვითარების კლასიკურ გზაზე, მაგრამ ამ პრობლემის გადაჭრა ვერ შეძლო.

    თითქმის ასი წლის შემდეგ, უნდა ვაღიაროთ, რომ კლასიკური და კვანტური ფიზიკის კანონებს შორის საზღვარი ჯერ კიდევ არ არის დადგენილი. მიკროსამყაროს მრავალი პრობლემის გადაჭრაში ჯერ კიდევ არსებობს მნიშვნელოვანი სირთულეები და ბევრი მათგანი გადაუჭრელად ითვლება ჩამოყალიბებული ცნებებისა და იდეების ფარგლებში, ამიტომ იძულებულნი ვართ დავუბრუნდეთ მაქს პლანკის მცდელობას, გამოვიტანოთ შავი სხეულის გამოსხივების კანონის მათემატიკური მოდელი. კლასიკურ ცნებებზე დაყრდნობით.

    რა თქმა უნდა, იმისათვის, რომ უკეთ გავიგოთ პლანკის დამატების ფიზიკური მნიშვნელობა, უნდა გქონდეთ წარმოდგენა ფოტონის მაგნიტურ სტრუქტურაზე, რადგან თავად პლანკის მუდმივის ფიზიკური მნიშვნელობა იმალება ამ სტრუქტურაში. ვინაიდან პროდუქტი აღწერს ფოტონების ენერგიას ფოტონების გამოსხივების მთელი მასშტაბით, ფოტონის მაგნიტური სტრუქტურა იმალება პლანკის მუდმივის განზომილებაში. ჩვენ უკვე დავადგინეთ, რომ ფოტონს აქვს ისეთი მბრუნავი მაგნიტური სტრუქტურა, რომლის მასის ცენტრი აღწერს მისი რადიუსის ტოლ ტალღის სიგრძეს. შედეგად, პლანკის მუდმივობის მათემატიკური გამოხატულება იღებს ფორმას

    როგორც ჩანს, პლანკის მუდმივას აქვს კუთხური იმპულსის აშკარა მექანიკური განზომილება. ცნობილია, რომ კუთხური იმპულსის მუდმივობა რეგულირდება კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონით და პლანკის მუდმივობის მუდმივობის მიზეზი მაშინვე ცხადი ხდება.

    პირველ რიგში, კონცეფცია კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონი"არის კლასიკური ფიზიკის, უფრო ზუსტად, კლასიკური მექანიკის ცნება. მასში ნათქვამია, რომ თუ მბრუნავ სხეულზე მოქმედი გარე ძალების მომენტების ჯამი ნულის ტოლია, მაშინ ასეთ სხეულზე მოქმედი კუთხური იმპულსი მუდმივი რჩება სიდიდისა და მიმართულებით.

    რა თქმა უნდა, ფოტონი არ არის მყარი სხეული, რომელიც მხოლოდ სივრცეში გადაადგილების გარეშე ბრუნავს, მაგრამ მას აქვს მასა და ჩვენ გვაქვს ყველა საფუძველი ვიფიქროთ, რომ ფოტონის მასის როლს ასრულებს მაგნიტური ნივთიერება, რომელიც ბრუნავს მის ღერძთან მიმართებაში. ბრუნავს და მოძრაობს სივრცეში სინათლის სიჩქარით.

    პლანკის მუდმივის მათემატიკური მოდელიდან (239) გამომდინარეობს, რომ ფოტონის მაგნიტური მოდელი ისეთი უნდა იყოს, რომ ფოტონის მბრუნავი მაგნიტური ველების მასის, რადიუსისა და სიხშირის ერთდროული ცვლილება დატოვებს მათ პროდუქტს, რომელიც აისახება მათემატიკურ გამოხატულებაში. პლანკის მუდმივი (239), მუდმივი.

    მაგალითად, ფოტონის მასის (ენერგიის) მატებასთან ერთად მისი ტალღის სიგრძე მცირდება.მოდით, კიდევ ერთხელ აღვწეროთ, როგორ ხორციელდება ეს ცვლილება პლანკის მუდმივობით (239) ფოტონის მოდელში (სურ. 15 და 16).

    ვინაიდან პლანკის მუდმივობის მუდმივობა რეგულირდება კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონით ფოტონის მასის მატებასთან ერთად იზრდება მისი მაგნიტური ველების სიმკვრივე (ნახ. 15 და 16) და ამის გამო იზრდება ფოტონის შეკუმშვის მაგნიტური ძალები, რომლებიც ყოველთვის დაბალანსებულია ინერციის ცენტრიდანული ძალებით, რომლებიც მოქმედებენ მასზე. ამ ველების მასის ცენტრები. ეს იწვევს ფოტონის რადიუსის შემცირებას, რომელიც ყოველთვის მისი ტალღის სიგრძის ტოლია. მაგრამ რადგან პლანკის მუდმივის გამოხატვის რადიუსი კვადრატულია, მაშინ პლანკის მუდმივის (239) მუდმივობის შესანარჩუნებლად ფოტონების რხევების სიხშირე უნდა გაიზარდოს. ამის გამო ფოტონის მასის უმნიშვნელო ცვლილება ავტომატურად ცვლის მის რადიუსს და სიხშირეს ისე, რომ კუთხის იმპულსი (პლანკის მუდმივი) რჩება მუდმივი.

    ამრიგად, ყველა სიხშირის ფოტონები, მათი მაგნიტური სტრუქტურის შენარჩუნებისას, ცვლის მასას, სიხშირეს და რადიუსს ისე, რომ . ანუ ამ ცვლილების პრინციპი რეგულირდება კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონი.

    თუ დასვამთ კითხვას: რატომ მოძრაობენ ყველა სიხშირის ფოტონები ვაკუუმში იმავე სიჩქარით? შემდეგ ვიღებთ შემდეგ პასუხს. რადგან ფოტონის მასის და მისი რადიუსის ცვლილებას ფოტონის ლოკალიზაციის კანონი აკონტროლებს ისე, რომ ფოტონის მასის მატებასთან ერთად მისი რადიუსი მცირდება და პირიქით.

    შემდეგ, პლანკის მუდმივობის შესანარჩუნებლად, რადიუსის კლებასთან ერთად, სიხშირე პროპორციულად უნდა გაიზარდოს. შედეგად, მათი პროდუქტი რჩება მუდმივი და თანაბარი. ამ შემთხვევაში, ფოტონის მასის ცენტრის სიჩქარე (ნახ. 20, ა) იცვლება ტალღის სიგრძის ინტერვალში ისე, რომ მისი საშუალო მნიშვნელობა რჩება მუდმივი და თანაბარი და არ იღებს ნულოვან მნიშვნელობებს (ნახ. 20, ა. ).

    ამრიგად, პლანკის მუდმივობის მუდმივობას არეგულირებს კლასიკური ფიზიკის (უფრო სწორად, კლასიკური მექანიკის) ერთ-ერთი ყველაზე ფუნდამენტური კანონი - კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონი. ეს არის წმინდა კლასიკური მექანიკური კანონი და არა რაღაც მისტიკური კანტიანური მოქმედება, როგორც ადრე ითვლებოდა. მაშასადამე, პლანკის მუდმივის გამოჩენა შავი სხეულის გამოსხივების კანონის მათემატიკურ მოდელში არ იძლევა რაიმე საფუძველს კლასიკური ფიზიკის უუნარობის აღწერისთვის ამ სხეულის გამოსხივების პროცესისთვის. პირიქით, კლასიკური ფიზიკის ყველაზე ფუნდამენტური კანონი - კუთხური იმპულსის შენარჩუნების კანონი - ზუსტად არის ჩართული ამ პროცესის აღწერაში.

    ამრიგად, პლანკის კანონი შავი სხეულის გამოსხივების შესახებ არის კლასიკური ფიზიკის კანონი და არ არის საჭირო „კვანტური ფიზიკის“ კონცეფციის შემოღება. ასევე არსებობს პლანკის ფორმულის კლასიკური წარმოშობა (239). იგი ემყარება ფოტონების სტრუქტურის კორპუსკულურ კონცეფციებს. წარმოგიდგენთ ამ დასკვნას.

    ვინაიდან შავი სხეულის გამოსხივება არის ფოტონების კოლექცია, რომელთაგან თითოეულს აქვს მხოლოდ კინეტიკური ენერგია, ჩვენ უნდა შევიტანოთ ფოტონის კინეტიკური ენერგია და გამოსხივებული ფოტონების შეგროვების თერმული ენერგია მაქსველის განაწილების კანონის მათემატიკურ მოდელში.

    . (240)

    შემდეგი, უნდა გავითვალისწინოთ, რომ ფოტონები გამოიყოფა ატომების ელექტრონების მიერ მათი ენერგეტიკული გადასვლის დროს. თითოეულ ელექტრონს შეუძლია განახორციელოს გადასვლების სერია ენერგიის დონეებს შორის, ასხივებს სხვადასხვა ენერგიის ფოტონებს. ამრიგად, გამოსხივებული ფოტონების მოცულობითი ენერგიის სიმკვრივის სრული განაწილება შედგება განაწილებათა ჯამისგან, რომელიც ითვალისწინებს ყველა ენერგიის დონის ფოტონების ენერგიას. ზემოაღნიშნულის გათვალისწინებით, მაქსველის კანონი, რომელიც ითვალისწინებს ატომის ყველა ენერგეტიკული დონის ფოტონების ენერგიის განაწილებას, დაიწერება შემდეგნაირად.

    სად არის მთავარი კვანტური რიცხვი, რომელიც განსაზღვრავს ატომში ელექტრონის ენერგიის დონის რაოდენობას.

    ცნობილია, რომ სერიების ჯამი (241) უდრის

    . (242)

    ფორმულის (242) მარჯვენა მხარის გამრავლებით პლანკის მუდმივზე და რეილი-ჯინსის ფორმულის კოეფიციენტზე (236), მივიღებთ შედეგს, რომელიც აღწერს ფოტონის სიმკვრივის ცვლილებების ნიმუშს შავი სხეულის ღრუში. (ნახ. 119, ა) ფოტონების სიხშირიდან ან მათი ტალღის სიგრძიდან (სურ. 119, ბ)

    . (243)

    ეს არის შავი სხეულის გამოსხივების კანონი (243), მიღებული მაქს პლანკის მიერ 1901 წელს. გამოხატულება (243) ოდნავ განსხვავდება გამოხატვისგან (242) კოეფიციენტით, რომელიც, როგორც ადრე ითვლებოდა, ითვალისწინებს შავი სხეულის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების თავისუფლების ხარისხების რაოდენობას. ე.ვ. შპოლსკის მისი მნიშვნელობა დამოკიდებულია ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ტალღების ბუნებაზე და შეიძლება განსხვავდებოდეს. თუმცა ჩამოთვლილი იდეების ფარგლებში ცვლადი კოეფიციენტი

    (244)

    ახასიათებს ფოტონების სიმკვრივეს შავი სხეულის ღრუში. ამ კოეფიციენტის მუდმივი კომპონენტის უფრო ზუსტი მნიშვნელობა შეიძლება განისაზღვროს ექსპერიმენტულად.

    ამრიგად, ჩვენ გამოვიყვანეთ შავი სხეულის გამოსხივების კანონი (243), რომელიც დაფუძნებულია წმინდა კლასიკურ იდეებსა და ცნებებზე და ვხედავთ საფუძვლის სრულ ნაკლებობას იმის დასაჯერებლად, რომ ეს კანონი ეწინააღმდეგება კლასიკურ ფიზიკას. პირიქით, ეს ამ ფიზიკის კანონების შედეგია. შავი სხეულის გამოსხივების პლანკის კანონის (238) მათემატიკური მოდელის ყველა კომპონენტმა შეიძინა თავისი დიდი ხნის ნათელი კლასიკური ფიზიკური მნიშვნელობა.

    განსაკუთრებული ყურადღება მივაქციოთ იმ ფაქტს, რომ აბსოლუტურად შავი სხეულის სპექტრში არის სხვადასხვა რადიუსის ფოტონები (სურ. 15, 16 და 119) და იქმნება მაქსიმალური ტემპერატურა (2000 და 1500 გრადუსი C, სურ. 119). გარკვეული რადიუსის მქონე ფოტონების კომპლექტით, რომელთა მნიშვნელობები საკმაოდ ზუსტად განისაზღვრება ვიენის ფორმულით

    . (245)

    მაგალითად, 2000 C მაქსიმალური ტემპერატურა ქმნის ფოტონების ერთობლიობას რადიუსებით

    ეს არის ინფრაწითელი დიაპაზონის უხილავი ფოტონები და ჩვენ მაშინვე გვაქვს წინააღმდეგობა. გამოცდილება გვეუბნება, რომ 2000 C ტემპერატურას ქმნიან სინათლის დიაპაზონის ხილული ფოტონები. ეს თვალსაზრისი ჩვენი ინტუიციის მცდარობის ნათელი მაგალითია. მოდით ავხსნათ მისი არსი შემდეგი მაგალითის გამოყენებით.

    მზიანი, ცივი ზამთრის დღე მინუს 30 გრადუსით. ცელსიუსი და ფეხქვეშ მკვეთრი თოვლი. მზის სიმრავლე მაქსიმუმის ილუზიას გვაძლევს მსუბუქიჩვენს ირგვლივ მყოფი ფოტონები და ჩვენ მზად ვართ დარწმუნებით განვაცხადოთ, რომ ვართ ფოტონების გარემოში მსუბუქი ფოტონის საშუალო ტალღის სიგრძით (უფრო ზუსტად, ახლა საშუალო რადიუსით). (ცხრილი 2). მაგრამ ვიენის კანონი (245) გვასწორებს და ამტკიცებს, რომ ჩვენ ვართ ფოტონების გარემოში, რომელთა მაქსიმალურ კოლექციას აქვს რადიუსი (ტალღის სიგრძე) ტოლი (ცხრილი 2).

    როგორც ხედავთ, ჩვენი ინტუიციური შეცდომა ორ ბრძანებაზე მეტია. ზამთრის კაშკაშა მზიან დღეს მინუს 30 გრადუსიანი ყინვით, ჩვენ ვართ გარემოში, სადაც არა მსუბუქი, არამედ ინფრაწითელი ფოტონების მაქსიმალური რაოდენობაა ტალღის სიგრძით (ან რადიუსით).

    დროთა განმავლობაში ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ ფოტონების ტალღის სიგრძე (რადიუსი) იცვლება 16 რიგის სიდიდის ინტერვალზე (ნახ. 15, 16). ყველაზე დიდ რადიუსებს () აქვთ კოსმოსური მიკროტალღური ფონის ფოტონები (ცხრილი 2), რომლებიც ქმნიან მინიმალურ შესაძლო ტემპერატურას აბსოლუტურ ნულთან ახლოს, ხოლო ყველაზე პატარა () - გამა ფოტონები (ცხრილი 2) საერთოდ არ ქმნიან ტემპერატურას. ფოტონების სტრუქტურის ფორმირებას და მათ ქცევას აკონტროლებს 7 მუდმივი.

    წარმოდგენილი ინფორმაცია გვარწმუნებს ვიენის ფორმულის (245) მართებულობაში და შეგვიძლია ვიპოვოთ ფოტონების რადიუსი, რომელთა მთლიანობა ქმნის მეორე ტემპერატურულ მაქსიმუმს (სურ. 119, ბ) შავი სხეულის ღრუში (ნახ. 119, ა. ).

    . (248)

    როგორც ჩანს (247 და 248), ტემპერატურის მატებასთან ერთად მცირდება ფოტონების რადიუსი, რომელთა მთლიანობა ქმნის ტემპერატურას. ეს ნიშნავს, რომ აბსოლუტური ნულის მახლობლად ტემპერატურას ქმნიან ყველაზე დიდი რადიუსის მქონე ფოტონები და ახლა ამას დავინახავთ (ნახ. 120).

    ბრინჯი. 120: ა) სამყაროს პატარა ნაწილის ფოტო; ბ) სამყაროს გამოსხივების სიმკვრივის დამოკიდებულება ტალღის სიგრძეზე: თეორიული – თხელი ხაზი; ექსპერიმენტული - სქელი ხაზი

    ითვლებოდა, რომ ვიენის ფორმულა (245) მოქმედებს მხოლოდ დახურულ სისტემებზე (სურ. 119, ა). თუმცა, ახლა დავინახავთ, რომ იგი იდეალურად აღწერს არა მხოლოდ აბსოლუტურად შავი სხეულის გამოსხივებას (სურ. 119, ა), როგორც დახურულ სისტემას, არამედ სამყაროს - აბსოლუტურად ღია სისტემას (სურ. 120, ა).

    სამყაროს გამოსხივების სიმკვრივის თეორიული დამოკიდებულება (სურ. 120, b - თხელი ხაზი) ​​მსგავსია აბსოლუტურად შავი სხეულის რადიაციის სიმკვრივის დამოკიდებულების (ნახ. 119, ა) აღწერილი პლანკის ფორმულით (243).

    სამყაროს მაქსიმალური გამოსხივება ექსპერიმენტულად დაფიქსირდა ტემპერატურაზე (ნახ. 120, b, წერტილი A) და აქვს ტალღის სიგრძე . იგივე შედეგს იძლევა ღვინის ფორმულა (245).

    (249)

    ეს არის ნათელი დასტური იმისა, რომ ვიენის კანონი მოქმედებს არა მხოლოდ დახურულ სისტემებზე, როგორიცაა აბსოლუტურად შავი სხეული (სურ. 119, ა), არამედ აბსოლუტურად ღია სისტემებისთვის, როგორიცაა სამყარო (ნახ. 120, ა).

    სამყაროს მაქსიმალური გამოსხივების წყაროს დასადგენად (ნახ. 120, b, წერტილები A და 3), მივაქციოთ ყურადღება, რომ სამყარო, რომელსაც ჩვენ ვაკვირდებით, შედგება 73 პროცენტით წყალბადისგან, 24 პროცენტით ჰელიუმისგან და 3 პროცენტით მძიმე ელემენტებისაგან. . ეს ნიშნავს, რომ სამყაროს სპექტრი (სურ. 120, ბ) წარმოიქმნება ფოტონებით, რომლებიც გამოიყოფა ძირითადად ახლად შექმნილი წყალბადის ატომებით. ასევე ცნობილია, რომ წყალბადის ატომების დაბადებას თან ახლავს ელექტრონის პროტონთან მიახლოების პროცესი, რის შედეგადაც ელექტრონი გამოყოფს ფოტონებს.

    ტალღის სიგრძის თეორიული მნიშვნელობის დამთხვევა (ნახ. 120, ბ, წერტილი 3) მის ექსპერიმენტულ მნიშვნელობასთან (ნახ. 120, b, წერტილი A), ადასტურებს ვიენის ფორმულის (245) გამოყენების სისწორეს სამყაროს რადიაციული სპექტრის გასაანალიზებლად.

    ფოტონები ტალღის სიგრძით აქვს ენერგია

    ენერგია შეესაბამება ელექტრონის პროტონთან შეკავშირების ენერგიას იმ მომენტში, როდესაც ის 108-ე ენერგეტიკულ დონეზეა. იგი უდრის ელექტრონის მიერ გამოსხივებული ფოტონის ენერგიას პროტონთან შეხებისა და წყალბადის ატომის წარმოქმნის მომენტში.

    ელექტრონის პროტონთან მიახლოების პროცესი ეტაპობრივად მიმდინარეობს. ეს ხდება მათი ერთობლივი გადასვლისას მაღალი ტემპერატურის მქონე გარემოდან დაბალ ტემპერატურაზე ან, უფრო მარტივად, ვარსკვლავებისგან მოშორებისას. ელექტრონის პროტონთან მიახლოება ხდება ეტაპად. ამ გადასვლაში გამოტოვებული საფეხურების რაოდენობა დამოკიდებულია იმ გარემოს ტემპერატურულ გრადიენტზე, რომელშიც მოძრაობს დაბადებული წყალბადის ატომი. რაც უფრო დიდია ტემპერატურის გრადიენტი, მით მეტი ნაბიჯის გამოტოვება შეუძლია ელექტრონს პროტონთან მიახლოებისას.

    ბუნებრივია, წყალბადის ატომების წარმოქმნის შემდეგ იწყება წყალბადის მოლეკულების წარმოქმნის ფაზა, რომელსაც ასევე უნდა ჰქონდეს მაქსიმალური გამოსხივება. ცნობილია, რომ ატომური წყალბადი გარდაიქმნება მოლეკულურ წყალბადად ტემპერატურის დიაპაზონში.

    წყალბადის ატომების ელექტრონების მიერ მისი მოლეკულის ფორმირებისას გამოსხივებული ფოტონების რადიუსი განსხვავდება დიაპაზონში:

    ; (251)

    , (252)

    შეესაბამება ფოტონის ტალღების სიგრძის ინტერვალს, რომლებიც ქმნიან მაქსიმუმს C წერტილის არეში (ნახ. 120, ბ).

    ამრიგად, ჩვენ გვაქვს საფუძველი ვიფიქროთ, რომ სამყაროს მაქსიმალური გამოსხივება, რომელიც შეესაბამება C წერტილს (ნახ. 120), წარმოიქმნება ელექტრონების მიერ წყალბადის ატომებისა და მოლეკულების სინთეზის დროს გამოსხივებული ფოტონებით.

    თუმცა, ამით არ მთავრდება წყალბადის ფაზის გადასვლის პროცესები. მისი მოლეკულები, რომლებიც შორდებიან ვარსკვლავებს, გადიან თანმიმდევრული ტემპერატურის კლების ზონაში, რომლის მინიმალური მნიშვნელობაა T = 2,726 K. აქედან გამომდინარეობს, რომ წყალბადის მოლეკულები გადიან ტემპერატურულ ზონაში, სადაც ისინი თხევადდებიან. ის ცნობილია და თანასწორია. მაშასადამე, არსებობს საფუძველი იმის დასაჯერებლად, რომ სამყაროდან გამოსხივების კიდევ ერთი მაქსიმუმი უნდა იყოს, ამ ტემპერატურის შესაბამისი. ამ მაქსიმუმის შემქმნელი ფოტონების ტალღის სიგრძე უდრის

    . (253)

    ეს შედეგი თითქმის მთლიანად ემთხვევა მაქსიმუმს ნახ. 120 და ადასტურებს, რომ სამყაროს რადიაციული სპექტრი იქმნება ატომებისა და წყალბადის მოლეკულების სინთეზის პროცესებით, აგრეთვე წყალბადის მოლეკულების გათხევადებით. ეს პროცესები მუდმივად მიმდინარეობს და არანაირი კავშირი არ აქვს ფიქტიურ დიდ აფეთქებასთან.

    როგორც ჩანს (246 - 253), ვიენის ფორმულა (245) მოქმედებს არა მხოლოდ დახურულ სისტემებზე, როგორიცაა აბსოლუტურად შავი სხეულის ღრუ (ნახ. 119, ა), არამედ ღია სისტემებისთვისაც, როგორიცაა სამყარო.

    ფიზიკური კანონები არ არის ის, თუ როგორ მუშაობს ბუნება. ადამიანები ბუნებაზე დაკვირვებით ადგენენ კანონებს. ზოგიერთ შემთხვევაში (მიკროსამყარო), ბუნება ერთნაირად იქცევა, ზოგ შემთხვევაში (მაკროსამყარო, „ჩვეულებრივი სამყარო“) - მეორეში. ხალხი ამას აკვირდება, ირჩევს შესაფერის ფორმულებს - და ჩნდება კანონი.

    რატომ არის ნიუტონის უნივერსალური მიზიდულობის კანონი F = G * m1 * m2 / (r * r) ასეთი? როგორ მუშაობს ის? ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ყველა პლანეტას, კომეტას ან ასტეროიდს შეეძლოს ყველა ახლომდებარე ობიექტის თვალით ამოცნობა და რაიმე სახის ჩაშენებული კალკულატორის გამოყენებით, გაამრავლოს, დაამატოს და გადაწყვიტოს სად გაფრინდეს. არა, ალბათ აქ სხვა რაღაც ხდება. მაგრამ ნიუტონმა ამ კითხვაზე პასუხი არ გასცა. თვითონაც არ იცოდა, რატომ იქცეოდნენ პლანეტები ასე. მან უბრალოდ დაფიქრდა და მიხვდა, რომ ფორმულა (ზემოთ დაწერილი) მშვენივრად ჯდება აქ. ეს არის მთელი კანონი.

    და როდესაც ფიზიკოსები ბუნებას კვანტურ დონეზე აკვირდებიან, ამჩნევენ, რომ აქ კლასიკური ფორმულები არასწორია. შეიძლება, რა თქმა უნდა, ყველა ნიუტონის ფიზიკის გადაკვეთა და იმის თქმა, რომ „სინამდვილეში“ ყველა ეს ფორმულა ასეთია (თუ კვანტური სამყაროს კანონებს დიდ სამყაროზე გავავრცელებთ, მივიღებთ მხოლოდ ნიუტონის მექანიკას, მხოლოდ ბევრს. უფრო რთული ფორმა). მაგრამ რატომ უნდა უარი თქვას კარგ, დადასტურებულ ფორმულებზე, თუ არსებობს მრავალი განაცხადის სფერო, სადაც ეს ფორმულები უფრო მოსახერხებელია?

    P.S. გარდა ამისა, არის სიტუაციები, როდესაც კვანტური კანონები სრულიად შეუსაბამოა (როგორც ამ შემთხვევაში, საერთოდ არ არის შესაფერისი) გამოთვლებისთვის. ვგულისხმობ ცნობილ „დაპირისპირებას“ ფარდობითობის თეორიასა და კვანტურ ფიზიკას შორის. დიდი მასების და მაღალი სიჩქარის შემთხვევაში, კვანტური ფიზიკა არ იძლევა სასურველ შედეგს, რასაც ფარდობითობის თეორია იძლევა. ფარდობითობის თეორია, პირიქით, არ მუშაობს მიკროსამყაროში. მოსალოდნელია, რომ მეცნიერები ცდილობენ შეიმუშაონ ახალი, უნივერსალური თეორია, რომელსაც შეუძლია ფარდობითობის თეორიისა და კვანტური ფიზიკის „საუკეთესოს აღება“.

    თქვენი პასუხი მთლიანობაში არ ეწინააღმდეგება. პასუხი ზოგადად კარგია.

    მაგრამ ფრაზა "თანამედროვე მეცნიერების თვალსაზრისით, სამყარო მუშაობს ერთი კანონის მიხედვით, რომელიც ჯერ კიდევ არ არის აღმოჩენილი" არის პირისპირ. მე მჯერა, რომ ეს არის თქვენი გზა „ყველაფრის თეორიებზე“ (მაგალითად, სუპერსიმების თეორიაზე). მაგრამ ფორმულირება, ჩემი აზრით, წარუმატებელი იყო.

    ეს ჰგავს თქვას: „შავი ხვრელები არსებობს, მაგრამ ჩვენ ჯერ ვერ ვიპოვნეთ“, „ადამიანი მაიმუნისგან წარმოიშვა, მაგრამ წარმოდგენა არ გვაქვს როგორ“ და ა.შ.

    თანამედროვე მეცნიერებას არ შეუძლია კატეგორიულად თქვას ის, რაც მას ჯერ არ აღმოუჩენია. მეცნიერები არიან ადამიანები, რომლებიც თავიანთ სიტყვებს სერიოზულად აღიქვამენ. თუ არ გახსენით, არ შეამოწმეთ, გაჩუმდით. ან შეგიძლიათ თქვათ "არსებობს ჰიპოთეზები", "ჩვენ გვაქვს საფუძველი ვივარაუდოთ" და ა.შ. ულტიმატუმის ნაცვლად "ფაქტობრივად არის, მაგრამ ჩვენ ეს არასდროს გვინახავს".

    კარგი ფრაზა შეიძლება იყოს „თანამედროვე ფიზიკა აღიარებს, რომ არსებობს ხარვეზები არსებულ თეორიებში და მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ აღმოფხვრას ეს ხარვეზები ახალი თეორიის დახმარებით, რომელსაც შეუძლია არსებულის გაერთიანება“.

    როგორც ჩანს, თქვენც იგივე თქვით, მაგრამ თქვენი ფრაზა სხვა ტონს აყენებს. შენი ფრაზიდან ირკვევა, რომ თანამედროვე მეცნიერებამ როგორღაც შეიტყო (შემოქმედი ღმერთის ინსაიდერი ინფორმაცია?) რომ არსებობს გარკვეული კანონი, რომ ის არსებობს, მაგრამ დაფარულია („არასწორ ადგილას ეძებ“). და მეცნიერებმა ახლა იციან, რომ არსებობს კანონი ("დედას ვფიცავ"), მაგრამ ისინი უბრალოდ ვერ პოულობენ მას.


    დახურვა