Енді ұлы ашуларға тоқталайық

Енді ұлы ашуларға тоқталайық.

Абсолют қара дененің (АҚД) шағылуын зерттелуін қарастырайық. Бұл мәселені зерттеу өте ертеде басталған. 1792 жылы швейцар физигі Пьер Прево (1751-1839 жж.) дененің жұтылуы және шағылуы қабілеттері бір-біріне пропорционал деген ережені жазған еді. Алайда, нақты зерттеулерді Густав Кирхгоф (18247-1888 жж.) бастаған еді. Оның физикадағы жетістіктері: атақты Кирхгоф ережесі, Гюйгенс-Френель принципін математикалық тұрғыда дәлелді, спектрлік талдауды Р.Ф. Бунзенмен (1811-1889 жж.) бірге өңдеген және күн спектріндегі фраунгофер сызықтарын түсіндірді.

Кирхгоф заңы бойынша кез-келген дененің жұтылу және шағылу қабілеттерінің қатынасы бірдей . Е (шағылу қабілеті) және А (жұтылу қабілеті) функциялары кез-келген болуы мүмкін, ал функциясы біреу ғана болу керек. Бұл термодинамикалық ойлардан шыққан абсолют қатты дене үшін

• Дж.Рэлей (1842-1919 жж.) және Дж.Джинс бұл өрнекті спектрдің ұзынтолқынды бөлігі үшін берді, бұл формула Рэлей-Джинс формуласы деп аталады.
• Осылайша, Вин және Рэлей-Джинс формулалары АҚД шағылу ерекшеліктерін толығымен нақты сипаттай алмады. Бұл формулаларды қорыту үшін классикалық физика рамкасында жасауға болмайтыны түсінікті болды. Бұған енді жаңа ойлар мен жаңа жолдар қажет болды. Мұны Макс Планк (1858-1947 жж.) жасады. Ол көтерілістік қадам жасады, мынадай гипотеза айтылды: АҚД шағылуы кванттармен дискретті болды деген.

Кванттық физиканың негіздерін тұжырымдауда үлкен рөлді Альберт Эйнштейн атқарды. Планктің гипотезасын температураның жылусыйымдылыққа тәуелділігін түсіндіру үшін қолданылды. Классикалық теорияға сәйкес кез-келген дененің молярлық жылусыйымдылығы 3RT-ға тең – бұл оны ашқан Пьер Луи Дюлонг (1785-1838 жж.) және Алексис Терез Птидің (1791-1820 жж.) есімдерімен аталған атақты заң. Алайда, практикада ол барлық заттар үшін орындалмайды: кейбір материалдар үшін температураның төмендеуімен жылусыйымдылық та кемиді.

Осылайша, сәулеленудің кванттық үлгісі рамкасында бірқатар құбылыстар түсіндірілді: люминесценция кезіндегі стоксты ығысу, фотоэффект, газдардың фотоионизациясы және т.б. Эйнштейннің өзі көп жылдар және табысты сәулелену проблемаларымен айналысты. Осылай, 1912 жылы фотохимияның негізгі заңын бекітті: әрбәр жұтылған фотон бір элементар фотореакцияны тудырады. 1917 жылы Эйнштейн спонтандық және еріксіз сәулелену түсініктерін енгізді. Бұл түсініктер қазіргі заманғы кванттық генераторлар теориясының негізіне жатады. 1917 ж. жұмысында ол фотон импульсі ұғымы енгізілді.

Эйнштейн физикаға енгізген фотондарды ескі буынның оқымыстылары қабылдай алмады. Экспериментті түрде мұны 1924 ж. Артур Холли Комптон (1892-1962 жж.) рентген сәулелерінің таралу эффектісін ашумен дәлелдеді. Комптон эффектісін классикалық физика түсіндіре алмады, ал кванттық теория бойынша түсінікті болды. Комптон эффектісінің ашылуы Планк пен Эйнштейннің физикаға кванттануды енгізгеннің дұрыстығын көрсетті.

Енді шамаларды атау, оларды енгізу сияқты мәселелер тұрды, бұл корпускулалық-толқындық дуализмді түсіндіру үшін қандай да бір басқа ғылыми тіл қажет болды, ол кванттық-механиканың пайда болуына әкеп соқты.