A kvantumelmélet eredete
A XIX. Század végén. sok tudós úgy gondolta, hogy a fizika fejlődése a következő okok miatt fejeződött be:
- Több mint 200 éve vannak a mechanika törvényei, az univerzális gravitáció elmélete.
- Az ILC által kifejlesztett.
- A termodinamika erős alapot hozott.
- Az elektromagnetizmus Maxwell-elmélete befejeződött.
- Az alapvető védelmi törvényeket (energia, lendület impulzus, tömeg és elektromos töltés) fedezik fel.
A XIX. Század elején - a XX. Század elején. V. Roentgen - röntgenfelvételek (röntgensugarak), A. Becquerel - a radioaktivitás jelensége, J. Thomson-elektron. A klasszikus fizika azonban nem magyarázta meg ezeket a jelenségeket.
Az A. Einstein relativitáselmélete a tér és az idő koncepciójának radikális felülvizsgálatát igényelte. Különleges kísérletek megerősítették a Maxwell hipotézisének érvényességét a fény elektromágneses természetére vonatkozóan. Feltételezhető, hogy az elektromágneses hullámok fűtött testekkel történő sugárzása az elektronok vibrációs mozgásának köszönhető. Ezt a feltételezést azonban meg kellett erősíteni az elméleti és a kísérleti adatok összehasonlításával.
A sugárzás törvényeinek elméleti megfontolásához abszolút fekete test modellt használtunk. vagyis egy olyan test, amely teljes mértékben elnyeli az elektromágneses hullámokat bármilyen hosszúságban, és ennek megfelelően sugározza az elektromágneses hullámok teljes hosszát.
Egy abszolút fekete test a képessé tétel képességének egyik példája lehet a Nap, abszorbeálásával - egy üreggel, amelynek tükörfalai kis lyukkal rendelkeznek.
Az osztrák fizikusok, I. Stefan és L. Boltzmann kísérletileg megállapították, hogy az 1-ben kibocsátott teljes energia E egy teljesen fekete testtel egységnyi felületen arányos a T: abszolút hőmérséklet negyedik teljesítményével:
. ahol s = 5,67. 10 -8 J / (m 2. K-c) a Stefan-Boltzmann konstans.
Ezt a törvényt Stefan-Boltzmann törvénynek hívták. Lehetővé vált az abszolút fekete test sugárzásának energia-meghatározása ismert hőmérsékleten.
Példa a kísérletileg kapott energiaeloszlási görbékre a fekete test sugárzás spektrumában.
Egy adott T hőmérsékleten a fekete test sugárzásának intenzitása maximális és megfelel az l hullámhossz meghatározott értékének. A német fizikus W. Win felfedezte, hogy a hőmérsékletváltozásnál a hullámhossz, amelyen a maximális E max energia csökken. fordítottan arányosan csökkenti a hőmérsékletet, ezért (a bécsi törvény). A termodinamika törvényeinek felhasználásával a W. Win az energiaeloszlás törvényét a fekete test spektrumában szerezte meg, amely a kísérleti eredményekkel egybekötve csak a magas frekvenciák körzetében található.
J. Rayleigh angol fizikus megkísérelte az energiaelosztás törvényének szigorúbb elméleti származását. a törvény alapján jó megállapodás született az alacsony frekvenciájú kísérletekben. E törvény szerint a sugárzás intenzitása a frekvencia négyzetének arányában növekedni fog. Következésképpen a hősugárzásnak számos ultraibolya és röntgensugárnak kell lennie, amelyet kísérletileg nem figyeltek meg. Az elmélet és a kísérlet eredményeinek összeegyeztetésének nehézségeit ultraibolya katasztrófának nevezték.
A Maxwell által elért elektromágnesesség törvényei nem tudták megmagyarázni az intenzitáseloszlási görbe alakját abszolút fekete test spektrumában. Ezen értéktől távolabb fokozatosan csökken az elektromágneses sugárzás intenzitása.