տուն փակ ծաղիկներ Բար հաստատուն ջոուլներով մեկ վայրկյանում: Մշտական ​​տախտակ. Պլանկի ջերմային ճառագայթման բանաձևը

Բար հաստատուն ջոուլներով մեկ վայրկյանում: Մշտական ​​տախտակ. Պլանկի ջերմային ճառագայթման բանաձևը

· Խառը վիճակ · Չափում · Անորոշություն · Պաուլիի սկզբունք · Դուալիզմ · Ապակոհերենցիա · Էրենֆեստի թեորեմ · Թունելի էֆեկտ

Տես նաեւ: Պորտալ:Ֆիզիկա

ֆիզիկական իմաստ

Քվանտային մեխանիկայում իմպուլսն ունի ալիքի վեկտորի ֆիզիկական նշանակություն, էներգիան՝ հաճախականություններ, իսկ գործողության՝ ալիքային փուլերը, սակայն ավանդաբար (պատմականորեն) մեխանիկական մեծությունները չափվում են այլ միավորներով (կգ մ/վ, Ջ, Ջ վ), քան համապատասխան ալիք (m −1, s −1, անչափ ֆազային միավորներ)։ Պլանկի հաստատունը փոխակերպման գործոնի դեր է խաղում (միշտ նույնը), որը կապում է միավորների այս երկու համակարգերը՝ քվանտային և ավանդական.

\mathbf p = \hbar \mathbf k(զարկերակ) (|\mathbf p|= 2 \pi \hbar / \lambda) E = \hbar \omega(էներգիա) S = \hbar \phi(գործողություն)

Եթե ​​ֆիզիկական միավորների համակարգը արդեն ձևավորված լիներ քվանտային մեխանիկայի հայտնվելուց հետո և հարմարեցված լիներ հիմնական տեսական բանաձևերը պարզեցնելու համար, Պլանկի հաստատունը, հավանաբար, պարզապես հավասար կլիներ մեկին կամ գոնե ավելի կլոր թվին: Տեսական ֆիզիկայում միավորների համակարգ հետ \hbar = 1, դրա մեջ

\mathbf p = \mathbf k (|\mathbf p|= 2 \pi / \lambda) E = \omega S = \phi (\hbar = 1).

Պլանկի հաստատունը նաև պարզ գնահատական ​​դեր ունի դասական և քվանտային ֆիզիկայի կիրառելիության ոլորտները սահմանազատելու հարցում. դիտարկվող համակարգին բնորոշ գործողության մեծության կամ անկյունային իմպուլսի արժեքների կամ բնութագրական իմպուլսի արտադրյալների համեմատությամբ։ բնորոշ չափը, կամ բնորոշ էներգիան ըստ բնորոշ ժամանակի, այն ցույց է տալիս, թե որքանով է կիրառելի տվյալ ֆիզիկական համակարգի դասական մեխանիկան: Մասնավորապես, եթե Սհամակարգի շահագործումն է, և Մդրա անկյունային իմպուլսն է, ուրեմն \frac(S)(\hbar)\gg1կամ \frac(M)(\hbar)\gg1համակարգի վարքագիծը լավ ճշգրտությամբ նկարագրված է դասական մեխանիկայի կողմից: Այս գնահատականները միանգամայն անմիջականորեն կապված են Հայզենբերգի անորոշության հարաբերությունների հետ։

Հայտնաբերման պատմություն

Պլանկի ջերմային ճառագայթման բանաձևը

Պլանկի բանաձևը սև մարմնի ճառագայթման սպեկտրային հզորության խտության արտահայտությունն է, որը ստացվել է Մաքս Պլանկի կողմից՝ ճառագայթման հավասարակշռության խտության համար։ u (\omega, T). Պլանկի բանաձևը ստացվել է այն բանից հետո, երբ պարզ դարձավ, որ Ռեյլի-Ջինսի բանաձևը բավարար կերպով նկարագրում է ճառագայթումը միայն երկար ալիքների շրջանում։ 1900 թվականին Պլանկն առաջարկեց հաստատունով բանաձև (հետագայում կոչվեց Պլանկի հաստատուն), որը լավ համընկնում էր փորձարարական տվյալների հետ։ Միևնույն ժամանակ, Պլանքը կարծում էր, որ այս բանաձևը պարզապես հաջող մաթեմատիկական հնարք է, բայց չունի ֆիզիկական նշանակություն։ Այսինքն՝ Պլանքը չի ենթադրել, որ էլեկտրամագնիսական ճառագայթումն արտանետվում է էներգիայի առանձին մասերի (քվանտաների) տեսքով, որոնց մեծությունը կապված է ճառագայթման ցիկլային հաճախականության հետ՝ արտահայտությամբ.

\varepsilon = \hbar \omega.

Համաչափության գործոն \hbarհետագայում անվանվել է Պլանկի հաստատունը, \hbar= 1,054 10 −34 J վ.

ֆոտոէլեկտրական էֆեկտ

Ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը նյութի կողմից էլեկտրոնների արտանետումն է լույսի (և, ընդհանուր առմամբ, ցանկացած էլեկտրամագնիսական ճառագայթման) ազդեցության տակ։ Խտացրած նյութերում (պինդ և հեղուկ) առանձնանում են արտաքին և ներքին ֆոտոէլեկտրական ազդեցությունները։

Այնուհետև նույն ֆոտոբջիջը ճառագայթվում է հաճախականությամբ մոնոխրոմատիկ լույսով \nu_2եւ նույն կերպ լարման օգնությամբ փակում են U_2:

h\nu_2=A+eU_2.

Երկրորդ արտահայտությունը տերմին առ անդամ հանելով առաջինից՝ ստանում ենք

h(\nu_1-\nu_2)=e(U_1-U_2),

որտեղից հետևում է

h=\frac (e(U_1-U_2))((\nu_1-\nu_2)):

Bremsstrahlung սպեկտրի վերլուծություն

Այս մեթոդը համարվում է գոյություն ունեցողներից ամենաճշգրիտը։ Օգտագործվում է այն փաստը, որ bremsstrahlung ռենտգենյան ճառագայթների հաճախականության սպեկտրն ունի կտրուկ վերին սահման, որը կոչվում է մանուշակագույն սահման: Նրա գոյությունը բխում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման քվանտային հատկություններից և էներգիայի պահպանման օրենքից։ Իսկապես,

h\frac(c)(\lambda)=eU,

որտեղ գ- լույսի արագությունը,

\լամբդա- ռենտգենյան ճառագայթման ալիքի երկարությունը, եէլեկտրոնի լիցքն է, U- արագացնող լարումը ռենտգենյան խողովակի էլեկտրոդների միջև:

Ապա Պլանկի հաստատունն է

h=\frac((\lambda)(Ue))(c):

Գրեք ակնարկ «Planck Constant» հոդվածի վերաբերյալ

Նշումներ

գրականություն

  • Ջոն Դ. Բարրոու.Բնության հաստատունները; Ալֆայից Օմեգա - Թվեր, որոնք կոդավորում են տիեզերքի ամենախոր գաղտնիքները: - Պանթեոնի գրքեր, 2002. - ISBN 0-37-542221-8.
  • Շտայներ Ռ.// Հաշվետվություններ ֆիզիկայի առաջընթացի վերաբերյալ: - 2013. - Հատ. 76. - P. 016101։

Հղումներ

Պլանկի հաստատունը բնութագրող հատված

«Սա իմ բաժակն է», - ասաց նա: -Ուղղակի մատդ մտցրու, ես ամբողջը կխմեմ:
Երբ սամովարն ամբողջությամբ հարբած էր, Ռոստովը վերցրեց խաղաքարտերը և առաջարկեց թագավորներ խաղալ Մարյա Գենրիխովնայի հետ։ Շատ խոսվեց, թե ով պետք է ստեղծի Մարյա Գենրիխովնայի կուսակցությունը։ Ռոստովի առաջարկով խաղի կանոններն այն էին, որ նա, ով կլինի թագավոր, իրավունք ունի համբուրել Մարյա Գենրիխովնայի ձեռքը, իսկ սրիկա մնացածը գնալու է բժշկին նոր սամովար դնելու։ երբ նա արթնանում է.
«Դե, իսկ եթե Մարյա Գենրիխովնան դառնա թագավոր»: Իլինը հարցրեց.
- Նա թագուհի է: Եվ նրա հրամանները օրենք են:
Խաղը դեռ նոր էր սկսվել, երբ Մարյա Գենրիխովնայի թիկունքից հանկարծ բարձրացավ բժշկի շփոթված գլուխը։ Նա վաղուց չէր քնել և չէր լսում ասվածները և, ըստ երևույթին, ոչ մի ուրախ, զվարճալի կամ զվարճալի բան չէր գտել այն ամենի մեջ, ինչ ասվեց և արվեց: Նրա դեմքը տխուր ու վհատված էր։ Նա չի բարևել սպաներին, քերծվել է և թույլտվություն խնդրել հեռանալու համար, քանի որ իրեն փակել են ճանապարհը։ Նրա հեռանալուն պես բոլոր սպաները բարձր ծիծաղեցին, իսկ Մարյա Գենրիխովնան արցունքներից կարմրեց և այդպիսով ավելի գրավիչ դարձավ բոլոր սպաների աչքին։ Բակից վերադառնալով՝ բժիշկն ասաց կնոջը (որն արդեն դադարել էր այդքան ուրախ ժպտալ և վախենալով սպասելով դատավճռին, նայեց նրան), որ անձրևն անցել է, և մենք պետք է գնանք գիշերելու վագոնում, հակառակ դեպքում. նրանք բոլորը կքաշվեին:
- Այո, ես կուղարկեմ սուրհանդակ ... երկու! Ռոստովն ասել է. - Արի, բժիշկ:
«Ես մենակ կլինեմ»: Իլինը ասաց.
«Ոչ, պարոնայք, դուք լավ եք քնել, բայց ես երկու գիշեր չեմ քնել», - ասաց բժիշկը և մռայլ նստեց կնոջ կողքին՝ սպասելով խաղի ավարտին։
Նայելով բժշկի մռայլ դեմքին, շուռ նայելով կնոջը՝ սպաներն էլ ավելի կենսուրախացան, և շատերը չկարողացան զսպել ծիծաղը, ինչի համար հապճեպ փորձում էին արժանահավատ պատրվակներ գտնել։ Երբ բժիշկը հեռացավ, տանելով կնոջը և նրա հետ նստեց վագոնը, սպաները պառկեցին պանդոկում, ծածկվելով թաց վերարկուներով. բայց նրանք երկար ժամանակ չէին քնում, այժմ խոսում էին, հիշելով բժշկի վախն ու զվարթությունը, այժմ դուրս վազելով դեպի պատշգամբ՝ հայտնում էին, թե ինչ է կատարվում վագոնում։ Մի քանի անգամ Ռոստովը, փաթաթվելով, ցանկացավ քնել. բայց նորից ինչ-որ մեկի դիտողությունը նրան զվարճացրեց, նորից խոսակցությունը սկսվեց, և նորից լսվեց անպատճառ, զվարթ, մանկական ծիծաղը։

Ժամը երեքին դեռ ոչ ոք չէր քնել, երբ սերժանտ-մայորը հայտնվեց Օստրովնա քաղաք երթ անելու հրամանով։
Բոլորը նույն առոգանությամբ և ծիծաղով, սպաները շտապեցին հավաքվել. նորից սամովարը դրեք կեղտոտ ջրի վրա։ Բայց Ռոստովը, չսպասելով թեյի, գնաց էսկադրիլիա։ Արդեն լույս էր; Անձրևը դադարեց, ամպերը ցրվեցին։ Խոնավ էր ու ցուրտ, հատկապես խոնավ զգեստով։ Պանդոկից դուրս գալով՝ Ռոստովը և Իլինը երկուսն էլ մթնշաղին նայեցին բժշկի կաշվե կիբիտկային՝ անձրևից փայլուն, որի գոգնոցի տակից դուրս էին ցցվել բժշկի ոտքերը, և որի մեջտեղում երևում էր բժշկի գլխարկը բարձի վրա և քնկոտ շնչառություն։ լսվեց.
«Իրոք, նա շատ լավն է»: Ռոստովն ասաց իր հետ մեկնող Իլյինին.
-Ի՜նչ սիրուն կին է: Իլյինը տասնվեցամյա լրջությամբ պատասխանեց.
Կես ժամ անց շարված ջոկատը կանգնեց ճանապարհին։ Հրաման լսվեց. «Նստե՛ք. Զինվորները խաչակնքվեցին և սկսեցին նստել։ Ռոստովը, առաջ գնալով, հրամայեց. - և չորս հոգով փռվելով՝ հուսարները, թաց ճանապարհի վրա սմբակների ապտակով, թուրերի զարկով և ցածրաձայն, ճամփա ընկան կեչիներով պատված մեծ ճանապարհով, հետևելով հետևակայիններին և մարտկոցին, որոնք քայլում էին։ առաջ.
Կոտրված կապույտ-յասամանագույն ամպերը, որոնք կարմրում էին արևածագին, քամին արագ քշում էր: Այն ավելի ու ավելի պայծառացավ: Հստակ կարելի էր տեսնել այդ գանգուր խոտը, որը միշտ նստած է գյուղական ճանապարհների երկայնքով՝ դեռ թրջված երեկվա անձրևից. կեչիների կախված ճյուղերը, նույնպես թաց, օրորվում էին քամուց և լույսի կաթիլներ թափում դեպի կողմը։ Զինվորների դեմքերը ավելի ու ավելի պարզ էին դառնում։ Ռոստովը հեծավ Իլյինի հետ, որը հետ չէր մնում, ճանապարհի եզրին, կեչիների կրկնակի շարքի արանքում։
Ռոստովը արշավում իրեն թույլ տվեց ազատություն վարել ոչ թե առաջին գծի ձիու, այլ կազակի վրա: Ե՛վ գիտակ, և՛ որսորդ, նա վերջերս իրեն ձեռք բերեց արագաշարժ Դոն, մեծ ու բարի խաղասեր ձի, որի վրա նրան ոչ ոք չէր ցատկում: Այս ձին հեծնելը Ռոստովի համար հաճույք էր։ Նա մտածում էր ձիու, առավոտի, բժշկի կնոջ մասին և ոչ մի անգամ չմտածեց մոտալուտ վտանգի մասին։
Նախկինում Ռոստովը, գնալով բիզնեսի, վախենում էր. այժմ նա վախի նվազագույն զգացում չէր զգում։ Ոչ թե այն պատճառով, որ նա չէր վախենում, որ կրակին սովոր է (վտանգի հետ չի կարելի վարժվել), այլ որ սովորել էր կառավարել իր հոգին վտանգի առաջ։ Նա սովոր էր, գնալով բիզնեսի, մտածել ամեն ինչի մասին, բացառությամբ այն ամենի, ինչ թվում էր ամեն ինչից ավելի հետաքրքիր՝ վերահաս վտանգի մասին։ Անկախ նրանից, թե որքան էլ նա փորձեց, կամ կշտամբեր իրեն վախկոտության համար իր ծառայության առաջին անգամ, նա չկարողացավ հասնել դրան. բայց տարիների ընթացքում դա արդեն ինքնին հասկանալի է դարձել: Այժմ նա Իլյինի կողքին նստած էր կեչիների արանքով, երբեմն տերևներ էր պատռում ձեռքի տակ ընկած ճյուղերից, երբեմն ոտքով դիպչում ձիու աճուկին, երբեմն առանց շրջվելու իր ապխտած ծխամորճը տալիս էր հետևից հեծած հուսարին։ հանգիստ և անհոգ տեսք, կարծես ձիավարություն լիներ: Նրա համար ափսոս էր նայել Իլյինի խռոված դեմքին, որը շատ ու անհանգիստ էր խոսում. նա փորձից գիտեր վախի և մահվան ակնկալիքի տանջալի վիճակը, որում գտնվում էր կորնետը, և գիտեր, որ ժամանակից բացի ոչինչ իրեն չի օգնի։
Հենց որ արևը հայտնվեց ամպերի տակից պարզ շերտի վրա, քամին մարեց, կարծես նա չէր համարձակվում փչացնել ամառային այս հմայիչ առավոտը ամպրոպից հետո. կաթիլները դեռ թափվում էին, բայց արդեն թափանցիկ, և ամեն ինչ հանգիստ էր: Արևն ամբողջությամբ դուրս եկավ, հայտնվեց հորիզոնում և անհետացավ մի նեղ ու երկար ամպի մեջ, որը կանգնած էր նրա վերևում։ Մի քանի րոպե անց արևն ավելի պայծառ երևաց ամպի վերին եզրին՝ պատռելով նրա ծայրերը։ Ամեն ինչ վառվեց և փայլեց: Եվ այս լույսի հետ, կարծես թե դրան պատասխանում էր, առջևում կրակոցներ էին լսվում։
Ռոստովը դեռ չէր հասցրել մտածել և որոշել, թե որքան հեռու են այդ կրակոցները, երբ կոմս Օստերման Տոլստոյի ադյուտանտը Վիտեբսկից վազելով բարձրացավ ճանապարհի երկայնքով վազելու հրամանով։
Էսկադրոնը շրջեց հետևակը և մարտկոցը, որը նույնպես շտապում էր ավելի արագ գնալ, իջավ ներքև և, անցնելով ինչ-որ դատարկ, առանց բնակիչների գյուղի միջով, նորից բարձրացավ սարը։ Ձիերը սկսեցին սավառնել, մարդիկ կարմրեցին։
-Կանգնեցե՛ք, հավասարեցե՛ք: - առաջ լսվեց դիվիզիոնի հրամանը։
- Ձախ ուսը առաջ, քայլ երթ։ հրամայեց առաջ.
Իսկ զորքերի գծով հուսարները գնացին դիրքի ձախ թեւը և կանգնեցին առաջին շարքում գտնվող մեր նիզակների հետևում։ Աջ կողմում մեր հետևակը կանգնած էր խիտ շարասյունի մեջ. սրանք պահեստայիններ էին. Նրա վերևում՝ լեռան վրա, պարզ, մաքուր օդում, առավոտյան՝ թեք ու պայծառ, լուսավորություն, հենց հորիզոնում երևում էին մեր թնդանոթները։ Խոռոչից այն կողմ թշնամու սյուներն ու թնդանոթները երևում էին։ Խոռոչի մեջ մենք լսում էինք մեր շղթան, որն արդեն գործի մեջ էր և հրճվում էր թշնամու հետ:
Ռոստովը, ինչպես ամենաուրախ երաժշտության հնչյուններից, իր հոգում ուրախ էր զգում այս հնչյուններից, որոնք վաղուց չէին լսվում։ Ծուղակ, որպեսզի թակել: - ծափ տվեց հանկարծ, հետո արագ, մեկը մյուսի հետևից, մի քանի կրակոց: Ամեն ինչ նորից լռեց, և նորից կարծես ճռռացին կոտրիչները, որոնց վրա ինչ-որ մեկը քայլեց։
Հուսարները մոտ մեկ ժամ կանգնեցին մեկ տեղում։ Սկսվեց թնդանոթը։ Կոմս Օստերմանը և նրա շքախումբը նստեցին ջոկատի հետևից, կանգ առան, խոսեցին գնդի հրամանատարի հետ և գնացին լեռան վրա գտնվող թնդանոթների մոտ։
Օստերմանի հեռանալուց հետո նիզակակիրներից հրաման է լսվել.
- Սյունակի մեջ, հերթ կանգնիր հարձակման համար: «Նրանց առջև ընկած հետևակները կրկնապատկվեցին դասակներով, որպեսզի հեծելազորը անցնի։ Լինսերները ճամփա ընկան՝ օրորվելով իրենց գագաթների եղանակային աքաղաղների հետ, և ցատկելով իջնում ​​էին դեպի ձախ դեպի ձախ լեռան տակ հայտնված ֆրանսիական հեծելազորը։
Հենց որ նիզակները իջնում ​​էին ներքև, հուսարներին հրամայեցին շարժվել դեպի վեր, ծածկել մարտկոցը։ Մինչ հուսարները գրավում էին ուլանների տեղը, շղթայից հեռու, անհետացած փամփուշտներ էին թռչում՝ ճռռալով ու սուլելով։
Վաղուց չլսված այս ձայնը Ռոստովի վրա ավելի ուրախ ու հուզիչ ազդեցություն ունեցավ, քան կրակոցի նախորդ ձայները։ Նա, ուղղվելով, նայեց սարից բացված մարտադաշտին և ամբողջ սրտով մասնակցեց նիզակների շարժմանը։ Լինսերները մոտ թռան ֆրանսիական վիշապներին, այնտեղ ինչ-որ բան խճճվեց ծխի մեջ, և հինգ րոպե անց նիզակները շտապեցին վերադառնալ ոչ թե այն տեղը, որտեղ նրանք կանգնած էին, այլ դեպի ձախ։ Կարմիր ձիերի վրա նստած նարնջագույն նիշերի միջև և նրանց հետևում, մեծ փունջի մեջ, երևում էին կապույտ ֆրանսիական վիշապներ մոխրագույն ձիերի վրա։

Ռոստովը, իր սուր որսորդական աչքով, առաջիններից էր, ով տեսավ այս կապույտ ֆրանսիական վիշապներին, որոնք հետապնդում էին մեր նիզակները։ Ավելի մոտ, ավելի մոտ, ուլանները շարժվում էին անհանգիստ ամբոխներով, իսկ ֆրանսիական վիշապները հետապնդում էին նրանց: Արդեն կարելի էր տեսնել, թե ինչպես են սարի տակ փոքր թվացող այս մարդիկ բախվում, վազում իրար ու ձեռքերը կամ թակերը թափահարում։
Ռոստովը նայում էր, թե ինչ է կատարվում իր առջև, կարծես իրեն հետապնդում էին։ Նա բնազդաբար զգում էր, որ եթե նրանք հիմա հուսարներով հարձակվեն ֆրանսիական վիշապների վրա, նրանք չեն դիմադրի. բայց եթե խփես, պետք էր հենց հիմա, հենց այս րոպեին, այլապես ուշ կլիներ։ Նա նայեց իր շուրջը։ Նավապետը, կանգնած նրա կողքին, նույն կերպ աչքը հառեց ներքեւի հեծելազորին։
«Անդրեյ Սևաստյանիչ», - ասաց Ռոստովը, «ի վերջո, մենք կասկածում ենք նրանց ...
«Դա ահավոր բան կլիներ,- ասաց կապիտանը,- բայց իրականում…
Ռոստովը, չլսելով նրան, հրեց ձին, սլացավ էսկադրիլիայից առաջ, և մինչ նա կհասցներ հրամայել շարժումը, ամբողջ ջոկատը, զգալով նույնը, ինչ նա, ճամփա ընկավ նրա հետևից։ Ինքը՝ Ռոստովը, չգիտեր, թե ինչպես և ինչու է դա արել։ Նա արեց այս ամենը, ինչպես որսի ժամանակ, առանց մտածելու, առանց հասկանալու։ Նա տեսավ, որ վիշապները մոտ են, որ թռչկոտում են, վրդովված; նա գիտեր, որ չեն դիմանա, գիտեր, որ միայն մեկ րոպե կա, որը չի վերադառնա, եթե բաց թողնի։ Փամփուշտներն այնքան ոգևորված սուլում էին նրա շուրջը, ձին այնքան անհամբեր աղաչում էր առաջ, որ նա չդիմացավ։ Նա դիպավ ձիուն, հրամայեց և նույն ակնթարթին, լսելով իր ետևում տեղակայված էսկադրիլիայի թխկթխկոցի ձայնը, լրիվ տրոփով, սկսեց իջնել դեպի վիշապները ներքև։ Հենց որ նրանք իջնում ​​էին ներքև, լուսանների նրանց քայլվածքն ակամա վերածվում էր վազքի՝ գնալով ավելի ու ավելի արագանալով, երբ նրանք մոտենում էին իրենց նիզակներին և նրանց հետևից վազող ֆրանսիական վիշապներին։ Վիշապները մոտ էին։ Առջևները, տեսնելով հուսարներին, սկսեցին ետ դառնալ, հետևիները կանգ առնել։ Այն զգացումով, որով նա շտապեց գայլի վրայով, Ռոստովը, ամբողջ թափով բաց թողնելով իր հատակը, սլացավ ֆրանսիական վիշապների հիասթափված շարքերով: Մի նիզակ կանգնեց, մեկը ոտքով կռացավ գետնին, որ չտրորվի, մի ձի առանց հեծյալի խառնվեց հուսարների հետ։ Գրեթե բոլոր ֆրանսիական վիշապները շրջվեցին։ Ռոստովը, ընտրելով նրանցից մեկին մոխրագույն ձիու վրա, ճանապարհ ընկավ նրա հետևից։ Ճանապարհին նա բախվեց մի թփի. բարի ձին նրան տարավ նրա վրայով, և, հազիվ թամբի վրա նստած, Նիկոլայը տեսավ, որ մի քանի վայրկյանից կհասնի թշնամուն, որին նա ընտրել էր որպես իր թիրախ։ Այս ֆրանսիացին, հավանաբար սպա, - իր համազգեստի համաձայն, կռացած, սլացավ իր մոխրագույն ձիու վրա՝ թքուրով հորդորելով: Մի ակնթարթ անց Ռոստովի ձին կրծքով հարվածեց սպայի ձիուն, գրեթե տապալեց այն, և նույն ակնթարթում Ռոստովը, առանց իմանալու, թե ինչու, բարձրացրեց թուրը և դրանով հարվածեց ֆրանսիացուն։

Պլանկի հաստատունը սահմանում է մակրոտիեզերքի սահմանը, որտեղ գործում են Նյուտոնի մեխանիկայի օրենքները, և միկրոտիեզերքի միջև, որտեղ կիրառվում են քվանտային մեխանիկայի օրենքները։

Մաքս Պլանքը՝ քվանտային մեխանիկայի հիմնադիրներից մեկը, եկել է էներգիայի քվանտացման գաղափարին՝ փորձելով տեսականորեն բացատրել վերջերս հայտնաբերված էլեկտրամագնիսական ալիքների փոխազդեցության գործընթացը ( սմ.Մաքսվելի հավասարումները) և ատոմները և դրանով իսկ լուծել սև մարմնի ճառագայթման խնդիրը: Նա հասկացավ, որ ատոմների դիտարկվող արտանետումների սպեկտրը բացատրելու համար պետք է ընդունել, որ ատոմները էներգիա են արտանետում և կլանում մասերով (ինչը գիտնականն անվանել է. քվանտա) և միայն որոշակի ալիքային հաճախականություններում: Մեկ քվանտով տեղափոխվող էներգիան հավասար է.

որտեղ vճառագայթման հաճախականությունն է, և հգործողության տարրական քվանտ,որը նոր ունիվերսալ հաստատուն է, որը շուտով ստացել է անվանումը Պլանկի հաստատունը. Պլանկն առաջինն էր, ով հաշվարկեց դրա արժեքը փորձարարական տվյալների հիման վրա h = 6,548 × 10 -34 J վրկ (SI); ժամանակակից տվյալների համաձայն h = 6,626 × 10 -34 Ջ վրկ. Համապատասխանաբար, ցանկացած ատոմ կարող է արձակել փոխկապակցված դիսկրետ հաճախականությունների լայն շրջանակ, որը կախված է ատոմում էլեկտրոնների ուղեծրերից։ Շուտով Նիլս Բորը կստեղծի ատոմի համահունչ, թեև պարզեցված Բորի մոդելը, որը համապատասխանում է Պլանկի բաշխմանը:

1900-ի վերջին իր արդյունքները հրապարակելուց հետո Պլանկն ինքը, և դա ակնհայտ է նրա հրապարակումներից, սկզբում չէր հավատում, որ քվանտան ֆիզիկական իրականություն է, և ոչ հարմար մաթեմատիկական մոդել: Այնուամենայնիվ, երբ Ալբերտ Էյնշտեյնը հինգ տարի անց հրապարակեց մի թուղթ՝ բացատրելով ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը՝ հիմնված էներգիայի քվանտացումճառագայթումը, գիտական ​​շրջանակներում Պլանկի բանաձեւն այլեւս ընկալվում էր ոչ թե որպես տեսական խաղ, այլ որպես իրական ֆիզիկական երեւույթի նկարագրություն ենթաատոմային մակարդակում՝ ապացուցելով էներգիայի քվանտային բնույթը։

Պլանկի հաստատունը հայտնվում է քվանտային մեխանիկայի բոլոր հավասարումների և բանաձևերի մեջ։ Այն, մասնավորապես, որոշում է այն սանդղակները, որոնցից ուժի մեջ է մտնում Հայզենբերգի անորոշության սկզբունքը։ Կոպիտ ասած՝ Պլանկի հաստատունը մեզ ցույց է տալիս տարածական մեծությունների ստորին սահմանը, որից հետո չի կարելի անտեսել քվանտային էֆեկտները։ Ավազահատիկների համար, ասենք, դրանց գծային չափի և արագության արտադրյալի անորոշությունն այնքան փոքր է, որ կարելի է անտեսել: Այլ կերպ ասած, Պլանկի հաստատունը սահման է գծում մակրոկոսմի, որտեղ գործում են Նյուտոնի մեխանիկայի օրենքները, և միկրոտիեզերքի միջև, որտեղ ուժի մեջ են մտնում քվանտային մեխանիկայի օրենքները։ Ստանալով միայն մեկ ֆիզիկական երևույթի տեսական նկարագրության համար՝ Պլանկի հաստատունը շուտով դարձավ տեսական ֆիզիկայի հիմնարար հաստատուններից մեկը, որը որոշվում էր հենց տիեզերքի էությամբ։

Տես նաեւ:

Մաքս Կարլ Էռնստ Լյուդվիգ Պլանկ, 1858-1947 թթ

գերմանացի ֆիզիկոս. Ծնվել է Քիլում՝ իրավագիտության պրոֆեսորի ընտանիքում։ Լինելով վիրտուոզ դաշնակահար՝ Պլանկն իր պատանեկության տարիներին ստիպված էր դժվար ընտրություն կատարել գիտության և երաժշտության միջև (ասում են, որ մինչև Առաջին համաշխարհային պատերազմը դաշնակահար Մաքս Պլանկն իր ազատ ժամանակ հաճախ շատ պրոֆեսիոնալ դասական դուետ էր ստեղծում ջութակահար Ալբերտ Էյնշտեյնի հետ: Նշում. թարգմանիչՊլանկը պաշտպանել է իր դոկտորական թեզը թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքի վերաբերյալ 1889 թվականին Մյունխենի համալսարանում - և նույն թվականին դարձել է ուսուցիչ, իսկ 1892 թվականից՝ պրոֆեսոր Բեռլինի համալսարանում, որտեղ աշխատել է մինչև իր թոշակի անցնելը՝ 1928 թվականը։ Պլանկն իրավամբ համարվում է քվանտային մեխանիկայի հայրերից մեկը։ Այսօր նրա անունը կրում է գերմանական հետազոտական ​​ինստիտուտների մի ամբողջ ցանց։

PLANK CONSTANT
h, բնության համընդհանուր թվային հաստատուններից մեկը, որն ընդգրկված է բազմաթիվ բանաձևերում և ֆիզիկական օրենքներում, որոնք նկարագրում են նյութի և էներգիայի վարքը մանրադիտակային մասշտաբով։ Այս հաստատունի գոյությունը հաստատվել է 1900 թվականին Բեռլինի համալսարանի ֆիզիկայի պրոֆեսոր Մ. Պլանկի կողմից մի աշխատության մեջ, որը դրել է քվանտային տեսության հիմքերը։ Նրանք նաև տվել են դրա ուժգնության նախնական գնահատականը։ Պլանկի հաստատունի ներկայումս ընդունված արժեքը (6,6260755 ± 0,00023)*10 -34 J*s է։ Պլանկն արել է այս հայտնագործությունը՝ փորձելով տեսական բացատրություն գտնել տաքացած մարմիններից արձակվող ճառագայթման սպեկտրի համար։ Նման ճառագայթումն արտանետվում է մեծ թվով ատոմներից բաղկացած բոլոր մարմիններից՝ բացարձակ զրոյից բարձր ցանկացած ջերմաստիճանում, սակայն այն նկատելի է դառնում միայն ջրի եռման կետին մոտ 100 ° C և դրանից բարձր ջերմաստիճանում: Բացի այդ, այն ընդգրկում է ամբողջ հաճախականության սպեկտրը՝ ռադիոհաճախականության տիրույթից մինչև ինֆրակարմիր, տեսանելի և ուլտրամանուշակագույն շրջաններ: Տեսանելի լույսի տարածքում ճառագայթումը բավականաչափ պայծառ է դառնում միայն մոտ 550°C-ում: Ճառագայթման ինտենսիվության հաճախականության կախվածությունը միավոր ժամանակում բնութագրվում է Նկ. 1 մի քանի ջերմաստիճանների համար: Ճառագայթման ինտենսիվությունը տվյալ հաճախականության արժեքում էներգիայի քանակն է, որը ճառագայթվում է տվյալ հաճախականության մոտակայքում գտնվող նեղ հաճախականության գոտում: Կորի մակերեսը համաչափ է բոլոր հաճախականություններում ճառագայթվող ընդհանուր էներգիային: Հեշտ է տեսնել, որ այս տարածքը արագորեն աճում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:

Պլանկն ուզում էր տեսականորեն ստանալ սպեկտրային բաշխման ֆունկցիան և բացատրություն գտնել երկու պարզ փորձարարական օրինաչափությունների համար. Ամբողջովին սև մարմնի մակերեսը նրա բացարձակ ջերմաստիճանի չորրորդ ուժն է։ Առաջին օրինաչափությունը կարելի է արտահայտել բանաձևով

Այնտեղ, որտեղ nm-ը ճառագայթման առավելագույն ինտենսիվությանը համապատասխանող հաճախությունն է, T-ը մարմնի բացարձակ ջերմաստիճանն է, իսկ a-ն հաստատուն է՝ կախված արտանետվող օբյեկտի հատկություններից։ Երկրորդ օրինաչափությունն արտահայտվում է բանաձևով

Այնտեղ, որտեղ E-ն 1 վրկ-ում մեկ մակերեսից արտանետվող ընդհանուր էներգիան է, s-ը ճառագայթող օբյեկտը բնութագրող հաստատուն է, իսկ T-ն մարմնի բացարձակ ջերմաստիճանն է: Առաջին բանաձեւը կոչվում է Վիենի տեղաշարժի օրենք, իսկ երկրորդը՝ Ստեֆան-Բոլցմանի օրենք։ Հիմնվելով այս օրենքների վրա՝ Պլանկը ձգտում էր ստանալ ցանկացած ջերմաստիճանում ճառագայթվող էներգիայի սպեկտրալ բաշխման ճշգրիտ արտահայտություն։ Երևույթի ունիվերսալ բնույթը կարելի է բացատրել թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքի տեսանկյունից, ըստ որի ֆիզիկական համակարգում ինքնաբուխ տեղի ունեցող ջերմային պրոցեսները միշտ գնում են համակարգում ջերմային հավասարակշռություն հաստատելու ուղղությամբ։ Պատկերացրեք, որ A և B տարբեր ձևերի, տարբեր չափերի և միևնույն ջերմաստիճանով տարբեր նյութերից երկու խոռոչ մարմիններ կանգնած են միմյանց դեմ, ինչպես ցույց է տրված Նկ. 2. Եթե ենթադրենք, որ A-ից B-ից ավելի շատ ճառագայթում է գալիս, քան B-ից A-ն, ապա B մարմինն անխուսափելիորեն կտաքանա A-ի պատճառով, և հավասարակշռությունը ինքնաբերաբար կխախտվի: Այս հնարավորությունը բացառված է թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքով, և, հետևաբար, երկու մարմիններն էլ պետք է ճառագեն նույն քանակությամբ էներգիա, և, հետևաբար, s-ի արժեքը (2) բանաձևում կախված չէ ճառագայթող մակերեսի չափից և նյութից, պայմանով, որ վերջինս մի տեսակ խոռոչ է։ Եթե ​​խոռոչները բաժանված լինեին գունավոր էկրանով, որը կզտեր և կարտացոլեր ամբողջ ճառագայթումը, բացառությամբ մեկ հաճախականությամբ ճառագայթման, ապա այն ամենը, ինչ ասված էր, կմնար ճշմարիտ: Սա նշանակում է, որ սպեկտրի յուրաքանչյուր հատվածում յուրաքանչյուր խոռոչի կողմից արձակված ճառագայթման քանակը նույնն է, և խոռոչի սպեկտրալ բաշխման ֆունկցիան ունի բնության համընդհանուր օրենքի բնույթ, և a արժեքը (1) բանաձևում, ինչպես օրինակ. s արժեքը համընդհանուր ֆիզիկական հաստատուն է:



Պլանկը, ով լավ տիրապետում էր թերմոդինամիկային, նախընտրեց խնդրի հենց այդպիսի լուծումը և, փորձի և սխալի միջոցով, գտավ թերմոդինամիկական բանաձև, որը թույլ տվեց նրան հաշվարկել սպեկտրային բաշխման ֆունկցիան։ Ստացված բանաձևը համաձայնեց բոլոր առկա փորձարարական տվյալների և, մասնավորապես, էմպիրիկ բանաձևերի հետ (1) և (2): Դա բացատրելու համար Պլանկն օգտագործեց խելացի հնարք, որն առաջարկվում էր թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքով։ Իրավացիորեն հավատալով, որ նյութի թերմոդինամիկան ավելի լավ է ուսումնասիրված, քան ճառագայթման թերմոդինամիկան, նա իր ուշադրությունը կենտրոնացրեց հիմնականում խոռոչի պատերի նյութի վրա, այլ ոչ թե դրա ներսում գտնվող ճառագայթման։ Քանի որ Վիենի և Ստեֆան-Բոլցմանի օրենքներում ներառված հաստատունները կախված չեն նյութի բնույթից, Պլանկն ազատ էր ցանկացած ենթադրություն անել պատերի նյութի վերաբերյալ։ Նա ընտրեց մի մոդել, որտեղ պատերը կազմված են հսկայական քանակությամբ փոքր էլեկտրական լիցքավորված տատանվողներից, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր հաճախականությունը: Օսլիլատորները դրանց վրա ճառագայթման ներթափանցման ազդեցության տակ կարող են տատանվել՝ միաժամանակ էներգիա ճառագայթելով: Ամբողջ գործընթացը կարելի է ուսումնասիրել էլեկտրադինամիկայի հայտնի օրենքների հիման վրա, այսինքն. Սպեկտրալ բաշխման ֆունկցիան կարելի է գտնել տարբեր հաճախականություններ ունեցող տատանումների միջին էներգիայի հաշվարկով: Շրջելով պատճառաբանության հաջորդականությունը՝ Պլանքը, հիմնվելով իր գուշակած սպեկտրային բաշխման ճիշտ ֆունկցիայի վրա, գտավ n հաճախականությամբ տատանվող միջին էներգիայի U-ի բանաձևը T բացարձակ ջերմաստիճանում հավասարակշռության մեջ գտնվող խոռոչում.

Որտեղ b-ը մեծություն է, որը որոշվում է փորձարարական եղանակով, իսկ k-ն հաստատուն է (կոչվում է Բոլցմանի հաստատուն, չնայած այն առաջին անգամ ներմուծվել է Պլանկի կողմից), որը հայտնվում է թերմոդինամիկայի և գազերի կինետիկ տեսության մեջ։ Քանի որ այս հաստատունը սովորաբար մտնում է T գործակցով, հարմար է ներմուծել նոր հաստատուն h = bk: Այնուհետև b = h/k և բանաձևը (3) կարող է վերաշարադրվել որպես

Նոր հաստատուն h-ը Պլանկի հաստատունն է. Պլանկի կողմից հաշվարկված դրա արժեքը եղել է 6,55×10-34 JChs, ինչը ընդամենը մոտ 1%-ով է տարբերվում ժամանակակից արժեքից: Պլանկի տեսությունը հնարավորություն է տվել (2) բանաձևում s-ի արժեքը արտահայտել h, k-ով և լույսի c արագությամբ.


Այս արտահայտությունը համաձայնվում էր փորձի հետ այնքանով, որքանով հայտնի էին հաստատունները. ավելի ճշգրիտ չափումները հետագայում անհամապատասխանություններ չեն հայտնաբերել: Այսպիսով, սպեկտրային բաշխման ֆունկցիայի բացատրության խնդիրը վերածվել է ավելի «պարզ» խնդրի։ Պետք էր բացատրել, թե որն է h հաստատունի ֆիզիկական նշանակությունը, ավելի ճիշտ՝ hn արտադրյալը։ Պլանկի հայտնագործությունն այն էր, որ դրա ֆիզիկական իմաստը կարելի է բացատրել միայն մեխանիկայի մեջ «էներգիայի քվանտի» բոլորովին նոր հայեցակարգի ներդրմամբ: 1900 թվականի դեկտեմբերի 14-ին Գերմանական ֆիզիկական ընկերության ժողովի ժամանակ Պլանկն իր զեկույցում ցույց տվեց, որ բանաձևը (4) և, հետևաբար, մնացած բանաձևերը կարող են բացատրվել, եթե ենթադրենք, որ n հաճախականությամբ տատանվողը էներգիա է փոխանակում հետ։ էլեկտրամագնիսական դաշտը ոչ թե անընդհատ, այլ, այսպես ասած, քայլերով, ստանալով և կորցնելով իր էներգիան դիսկրետ մասերով, քվանտներով, որոնցից յուրաքանչյուրը հավասար է հն.
տես նաեւ
ԷԼԵԿՏՐԱՄԱԳՆԻՍԱԿԱՆ ՃԱՌԱԳԱՅԹՈՒՄ;
ՋԵՐՄՈՒԹՅՈՒՆ ;
ԹԵՐՄՈԴԻՆԱՄԻԿԱ.
Պլանկի կատարած հայտնագործության հետևանքները ներկայացված են ՖՈՏՈԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ԷՖԵԿՏ հոդվածներում;
ԿՈՄՊՏՈՆ ԷՖԵԿՏ;
ԱՏՈՄ;
ԱՏՈՄԻ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԸ;
ՔՎԱՆՏԱՅԻՆ ՄԵԽԱՆԻԿԱ . Քվանտային մեխանիկան միկրոտիեզերքի մասշտաբով երևույթների ընդհանուր տեսություն է։ Պլանկի հայտնագործությունն այժմ հայտնվում է որպես այս տեսության հավասարումներից բխող հատուկ բնույթի կարևոր հետևանք: Մասնավորապես, պարզվել է, որ այն վավեր է էներգիայի փոխանակման բոլոր գործընթացների համար, որոնք տեղի են ունենում տատանողական շարժման ժամանակ, օրինակ՝ ակուստիկայում և էլեկտրամագնիսական երևույթներում։ Դրանով է բացատրվում ռենտգենյան ճառագայթների բարձր թափանցող հզորությունը, որոնց հաճախականությունները 100-10000 անգամ գերազանցում են տեսանելի լույսին բնորոշ հաճախականությունները, և որոնց քվանտներն ունեն համապատասխանաբար ավելի մեծ էներգիա։ Պլանկի հայտնագործությունը հիմք է հանդիսանում նյութի ողջ ալիքային տեսության համար, որը վերաբերում է տարրական մասնիկների ալիքային հատկություններին և դրանց համակցություններին։ Մաքսվելի տեսությունից հայտնի է, որ E էներգիայով լույսի ճառագայթն ունի p իմպուլս, որը հավասար է

Որտեղ c-ն լույսի արագությունն է: Եթե ​​լույսի քվանտները դիտարկվում են որպես մասնիկներ, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի էներգիա hn, ապա բնական է ենթադրել, որ դրանցից յուրաքանչյուրն ունի p իմպուլս, որը հավասար է hn/c-ին։ Հիմնական կապը, որը կապում է l ալիքի երկարությունը n հաճախականության և լույսի c արագության հետ, ունի ձև.

Այսպիսով, իմպուլսի արտահայտությունը կարող է գրվել որպես h/l: 1923 թվականին ասպիրանտ Լ. դե Բրոլին առաջարկեց, որ ոչ միայն լույսը, այլև նյութի բոլոր ձևերը բնութագրվում են ալիք-մասնիկ երկակիությամբ՝ արտահայտված հարաբերություններում։


ալիքի և մասնիկի բնութագրերի միջև: Այս վարկածը հաստատվեց, որը Պլանկի հաստատունը դարձրեց համընդհանուր ֆիզիկական հաստատուն։ Նրա դերը շատ ավելի նշանակալից ստացվեց, քան կարելի էր ենթադրել հենց սկզբից:
ԳՐԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ
Քվանտային չափագիտություն և հիմնարար հաստատուններ: Մ., 1973 Շեպֆ Հ.-Գ. Կիրխհոֆից մինչև Պլանկ. Մ., 1981

Collier հանրագիտարան. - Բաց հասարակություն. 2000 .

Տեսեք, թե ինչ է «PLANK CONSTANT»-ը այլ բառարաններում.

    - (գործողության քվանտ) քվանտային տեսության հիմնական հաստատունը (տես Քվանտային մեխանիկա)՝ Մ.Պլանկի անունով։ Պլանկի հաստատուն h ??6,626.10 34 J.s. Արժեքը հաճախ օգտագործվում է: \u003d h / 2???? 1.0546.10 34 J.s, որը նաև կոչվում է Պլանկի հաստատուն ... Մեծ Հանրագիտարանային բառարան

    - (գործողության քվանտ, նշվում է h-ով), հիմնարար ֆիզիկական. հաստատուն, որը սահմանում է ֆիզիկական լայն շրջանակ: երևույթներ, որոնց համար էական է մեծությունների դիսկրետությունը գործողության չափի հետ (տես ՔՎԱՆՏԱՅԻՆ ՄԵԽԱՆԻԿԱ)։ Նրա կողմից ներկայացված. ֆիզիկոս Մ. Պլանքը 1900 թվականին ... ... Ֆիզիկական հանրագիտարան

    - (գործողության քվանտ), քվանտային տեսության հիմնական հաստատունը (տես Քվանտային մեխանիկա)։ Մ.Պլանկի անունով։ Պլանկի հաստատուն h≈6.626 10 34 J s. Հաճախ օգտագործվում է h = h / 2π≈1,0546 10 34 J s արժեքը, որը նաև կոչվում է Պլանկի հաստատուն։ * * *…… Հանրագիտարանային բառարան

    Պլանկի հաստատունը (գործողության քվանտը) քվանտային տեսության հիմնական հաստատունն է, գործակից, որը կապում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման էներգիայի մեծությունը դրա հաճախականության հետ։ Այն ունի նաև գործողության քվանտի և անկյունային իմպուլսի քվանտի նշանակություն։ Գիտական ​​օգտագործման մեջ մտցվել է M ... Վիքիպեդիա

    Գործողության քվանտ (Տես. Գործողություն), հիմնարար ֆիզիկական հաստատուն (Տե՛ս. Ֆիզիկական հաստատուններ), որը որոշում է ֆիզիկական երևույթների լայն շրջանակ, որոնց համար էական է գործողության դիսկրետությունը։ Այս երևույթները ուսումնասիրվում են քվանտային մեխանիկայում (Տես ... Խորհրդային մեծ հանրագիտարան

    - (գործողության քվանտ), օսն. քվանտային տեսության հաստատուն (տես Քվանտային մեխանիկա)։ Մ.Պլանկի անունով։ P. p. h 6.626 * 10 34 J * s. Հաճախ օգտագործվում է H \u003d h / 2PI 1.0546 * 10 34 J * s արժեքը, որը նաև կոչվում է. P. p ... Բնական գիտություն. Հանրագիտարանային բառարան

    Ֆունդամենտալ ֆիզիկա. հաստատուն, գործողության քվանտ, որն ունի էներգիայի և ժամանակի արտադրյալի չափում։ Սահմանում է ֆիզիկական միկրոաշխարհի երևույթներ, որոնց համար բնորոշ է դիսկրետ ֆիզիկական. գործողության չափում ունեցող մեծություններ (տես Քվանտային մեխանիկա)։ Չափերով....... Քիմիական հանրագիտարան

    Բացարձակ ֆիզիկականից մեկը հաստատուններ, որոնք ունեն գործողության չափ (էներգիա X ժամանակ); CGS համակարգում P. p. h-ն է (6.62377 + 0.00018): 10 27 erg x վրկ (+0,00018 հնարավոր չափման սխալ): Այն առաջին անգամ ներմուծվել է Մ. Պլանկի կողմից (M. Planck, 1900) ... ... Մաթեմատիկական հանրագիտարան

    Գործողության քվանտ, գլխավորներից մեկը։ ֆիզիկայի հաստատունները, արտացոլում է միկրոաշխարհի օրինաչափությունների առանձնահատկությունները և հիմնարար դեր է խաղում քվանտային մեխանիկայի մեջ։ P. p. h (6,626 0755 ± 0,000 0040) * 10 34 J * s. Հաճախ օգտագործեք L \u003d d / 2n \u003d արժեքը (1.054 572 66 ± ... Մեծ հանրագիտարանային պոլիտեխնիկական բառարան

    Պլանկի հաստատուն (գործողության քվանտ)- աշխարհի հիմնարար հաստատուններից մեկը (հաստատուն), որը որոշիչ դեր է խաղում միկրոտիեզերքում, որը դրսևորվում է միկրոօբյեկտների և դրանց համակարգերի դիսկրետ հատկությունների առկայությամբ, որոնք արտահայտված են ամբողջ թվով քվանտային թվերով, բացառությամբ կիսաամբողջ թվերի: .... Ժամանակակից բնական գիտության սկիզբը

Գրքեր

  • Տիեզերք և ֆիզիկա առանց «մութ էներգիայի» (բացահայտումներ, գաղափարներ, վարկածներ). 2 հատորով. Հատոր 1, O. G. Smirnov. Գրքերը նվիրված են ֆիզիկայի և աստղագիտության խնդիրներին, որոնք գիտության մեջ գոյություն ունեն տասնամյակներ և հարյուրավոր տարիներ Գ.Գալիլեոյից, Ի.Նյուտոնից, Ա.Էյնշտեյնից մինչև մեր օրերը: Նյութի և մոլորակների ամենափոքր մասնիկները, աստղերը և ...

Լույսը ճառագայթային էներգիայի ձև է, որը տարածվում է տիեզերքում որպես էլեկտրամագնիսական ալիքներ։ 1900 թվականին գիտնական Մաքս Պլանկը՝ քվանտային մեխանիկայի հիմնադիրներից մեկը, առաջարկեց մի տեսություն, ըստ որի ճառագայթային էներգիան արտանետվում և կլանում է ոչ թե շարունակական ալիքային հոսքով, այլ առանձին մասերով, որոնք կոչվում են քվանտա (ֆոտոններ)։

Մեկ քվանտով տեղափոխվող էներգիան հավասար է. E = հվորտեղ vճառագայթման հաճախականությունն է, և հգործողության տարրական քվանտ,որը նոր ունիվերսալ հաստատուն է, որը շուտով ստացել է անվանումը Պլանկի հաստատունը(ըստ ժամանակակից տվյալների h = 6,626 × 10 -34 Ջ վրկ):

1913 թվականին Նիլս Բորը ստեղծեց ատոմի համահունչ, թեև պարզեցված մոդել, որը համապատասխանում էր Պլանկի բաշխմանը: Բորն առաջարկել է ճառագայթման տեսություն՝ հիմնված հետևյալ պոստուլատների վրա.

1. Ատոմում կան անշարժ վիճակներ, որոնց դեպքում ատոմը էներգիա չի ճառագայթում։ Ատոմի անշարժ վիճակները համապատասխանում են անշարժ ուղեծրերին, որոնց երկայնքով շարժվում են էլեկտրոնները.

2. Երբ էլեկտրոնը շարժվում է մի անշարժ ուղեծրից մյուսը (մեկ անշարժ վիճակից մյուսը), էներգիայի քվանտ է արտանետվում կամ կլանվում. = ‌‌‌‌‌‌‌‌‌|Ե ես Ե n| , որտեղ ν արտանետվող քվանտի հաճախականությունն է, Ե ես այն վիճակի էներգիան, որտեղից այն անցնում է, և Ե nայն վիճակի էներգիան է, որով անցնում է էլեկտրոնը։

Եթե ​​էլեկտրոնը, որոշակի ազդեցության տակ, շարժվում է միջուկին մոտ ուղեծրից դեպի մեկ այլ ավելի հեռավոր ուղեծիր, ապա ատոմի էներգիան մեծանում է, բայց պահանջվում է արտաքին էներգիայի ծախսում։ Բայց ատոմի նման գրգռված վիճակը անկայուն է, և էլեկտրոնը հետ է ընկնում դեպի միջուկը՝ հնարավորինս մոտակա ուղեծրով:

Եվ երբ էլեկտրոնը ցատկում է (ընկնում) դեպի ատոմի միջուկին ավելի մոտ ընկած ուղեծիր, ապա ատոմի կորցրած էներգիան վերածվում է ատոմի արտանետվող ճառագայթային էներգիայի մեկ քվանտի:

Համապատասխանաբար, ցանկացած ատոմ կարող է արձակել փոխկապակցված դիսկրետ հաճախականությունների լայն շրջանակ, որը կախված է ատոմում էլեկտրոնների ուղեծրերից։

Ջրածնի ատոմը բաղկացած է պրոտոնից և նրա շուրջը շարժվող էլեկտրոնից։ Եթե ​​էլեկտրոնը կլանում է էներգիայի մի մասը, ապա ատոմը անցնում է գրգռված վիճակի։ Եթե ​​էլեկտրոնը էներգիա է տալիս, ապա ատոմը ավելի բարձր էներգիայի վիճակից անցնում է ավելի ցածր էներգիայի վիճակի։ Սովորաբար, ավելի բարձր էներգիայի վիճակից դեպի ցածր էներգիայի վիճակի անցումները ուղեկցվում են լույսի տեսքով էներգիայի արտանետմամբ։ Այնուամենայնիվ, հնարավոր են նաև ոչ ճառագայթային անցումներ: Այս դեպքում ատոմը առանց լույս արձակելու անցնում է ավելի ցածր էներգիայի վիճակի և դրանց բախվելիս տալիս է ավելորդ էներգիա, օրինակ՝ մեկ այլ ատոմի։

Եթե ​​ատոմը, անցնելով մի էներգետիկ վիճակից մյուսը, ճառագայթում է λ ալիքի երկարությամբ սպեկտրային գիծ, ​​ապա, Բորի երկրորդ պոստուլատի համաձայն, էներգիան ճառագայթվում է. Եհավասար՝ , որտեղ հ- Պլանկի հաստատուն; գլույսի արագությունն է։

Բոլոր սպեկտրային գծերի ամբողջությունը, որոնք ատոմը կարող է արձակել, կոչվում է դրա արտանետման սպեկտր։

Ինչպես ցույց է տալիս քվանտային մեխանիկան, ջրածնի ատոմի սպեկտրը արտահայտվում է բանաձևով.

, որտեղ Ռհաստատուն է, որը կոչվում է Ռիդբերգի հաստատուն; n 1 և n 2 թվեր, և n 1 < n 2 .

Յուրաքանչյուր սպեկտրային ուղիղ բնութագրվում է մի զույգ քվանտային թվերով n 2 և nմեկ . Նրանք ցույց են տալիս ատոմի էներգիայի մակարդակները, համապատասխանաբար, ճառագայթումից առաջ և հետո:

Էլեկտրոնների գրգռված էներգիայի մակարդակներից առաջինին անցնելու ժամանակ ( n 1 = մեկ; համապատասխանաբար n 2 = 2, 3, 4, 5…) ձևավորվում է Lyman շարք.Լայման սերիայի բոլոր տողերը ներառված են ուլտրամանուշակագույնմիջակայք.

Էլեկտրոնների անցումները գրգռված էներգիայի մակարդակներից երկրորդ մակարդակ ( n 1 = 2; համապատասխանաբար n 2 = 3,4,5,6,7…) ձև Balmer շարք. Առաջին չորս տողերը (այսինքն՝ n 2 = 3, 4, 5, 6-ում) գտնվում են տեսանելի սպեկտրում, մնացածը (այսինքն՝ ժամը n 2 = 7, 8, 9) ուլտրամանուշակագույնով.

Այսինքն՝ այս շարքի տեսանելի սպեկտրային գծերը ստացվում են, եթե էլեկտրոնը ցատկում է երկրորդ մակարդակ (երկրորդ ուղեծիր՝ կարմիր՝ 3-րդ ուղեծրից, կանաչ՝ 4-րդ ուղեծրից, կապույտ՝ 5-րդ ուղեծրից, մանուշակագույն՝ 5-րդ ուղեծրից։ 6-րդ ուղեծիր Օ՜ ուղեծիր.

Էլեկտրոնների անցումները գրգռված էներգիայի մակարդակից երրորդին ( n 1 = 3; համապատասխանաբար n 2 = 4, 5, 6, 7…) ձև Paschen շարք. Paschen շարքի բոլոր տողերը գտնվում են ինֆրակարմիրմիջակայք.

Էլեկտրոնների անցումները գրգռված էներգիայի մակարդակից չորրորդ ( n 1 = չորս; համապատասխանաբար n 2 = 6, 7, 8…) ձև Brackett շարքը.Սերիայի բոլոր տողերը գտնվում են հեռավոր ինֆրակարմիր տիրույթում:

Նաև ջրածնի սպեկտրային շարքում առանձնանում են Pfund և Humphrey շարքերը։

Դիտարկելով ջրածնի ատոմի գծային սպեկտրը տեսանելի հատվածում (Բալմերի շարք) և չափելով այս շարքի սպեկտրային գծերի λ ալիքի երկարությունը՝ կարելի է որոշել Պլանկի հաստատունը։

SI համակարգում լաբորատոր աշխատանք կատարելիս Պլանկի հաստատունը գտնելու հաշվարկման բանաձևը կունենա հետևյալ ձևը.

,

որտեղ n 1 = 2 (Balmer շարք); n 2 = 3, 4, 5, 6.

= 3.2 × 10 -93

λ-ն ալիքի երկարությունն է ( նմ)

Պլանկի հաստատունը հայտնվում է քվանտային մեխանիկայի բոլոր հավասարումների և բանաձևերի մեջ։ Մասնավորապես, այն որոշում է սանդղակը, որից ելնելով Հայզենբերգի անորոշության սկզբունքը. Կոպիտ ասած՝ Պլանկի հաստատունը մեզ ցույց է տալիս տարածական մեծությունների ստորին սահմանը, որից հետո չի կարելի անտեսել քվանտային էֆեկտները։ Ավազահատիկների համար, ասենք, դրանց գծային չափի և արագության արտադրյալի անորոշությունն այնքան փոքր է, որ կարելի է անտեսել: Այլ կերպ ասած, Պլանկի հաստատունը սահման է գծում մակրոկոսմի, որտեղ գործում են Նյուտոնի մեխանիկայի օրենքները, և միկրոտիեզերքի միջև, որտեղ ուժի մեջ են մտնում քվանտային մեխանիկայի օրենքները։ Ստանալով միայն մեկ ֆիզիկական երևույթի տեսական նկարագրության համար՝ Պլանկի հաստատունը շուտով դարձավ տեսական ֆիզիկայի հիմնարար հաստատուններից մեկը, որը որոշվում էր հենց տիեզերքի էությամբ։

Աշխատանքը կարող է իրականացվել ինչպես լաբորատոր տեղադրման, այնպես էլ համակարգչի վրա:

PLANK CONSTANTհ, բնության համընդհանուր թվային հաստատուններից մեկը, որն ընդգրկված է բազմաթիվ բանաձևերում և ֆիզիկական օրենքներում, որոնք նկարագրում են նյութի և էներգիայի վարքը մանրադիտակային մասշտաբով։ Այս հաստատունի գոյությունը հաստատվել է 1900 թվականին Բեռլինի համալսարանի ֆիզիկայի պրոֆեսոր Մ. Պլանկի կողմից մի աշխատության մեջ, որը դրել է քվանտային տեսության հիմքերը։ Նրանք նաև տվել են դրա ուժգնության նախնական գնահատականը։ Պլանկի հաստատունի ներկայումս ընդունված արժեքը (6,6260755 ± 0,00023) H 10 -34 JH s է:

Պլանկն արել է այս հայտնագործությունը՝ փորձելով տեսական բացատրություն գտնել տաքացած մարմիններից արձակվող ճառագայթման սպեկտրի համար։ Նման ճառագայթումն արտանետվում է մեծ թվով ատոմներից բաղկացած բոլոր մարմիններից՝ բացարձակ զրոյից բարձր ցանկացած ջերմաստիճանում, սակայն այն նկատելի է դառնում միայն ջրի եռման կետին մոտ 100 ° C և դրանից բարձր ջերմաստիճանում: Բացի այդ, այն ընդգրկում է ամբողջ հաճախականության սպեկտրը՝ ռադիոհաճախականության տիրույթից մինչև ինֆրակարմիր, տեսանելի և ուլտրամանուշակագույն շրջաններ: Տեսանելի լույսի տարածքում ճառագայթումը բավականաչափ պայծառ է դառնում միայն մոտ 550°C-ում: Ճառագայթման ինտենսիվության հաճախականության կախվածությունը միավոր ժամանակում բնութագրվում է Նկ. 1 մի քանի ջերմաստիճանների համար: Ճառագայթման ինտենսիվությունը տվյալ հաճախականության արժեքում էներգիայի քանակն է, որը ճառագայթվում է տվյալ հաճախականության մոտակայքում գտնվող նեղ հաճախականության գոտում: Կորի մակերեսը համաչափ է բոլոր հաճախականություններում ճառագայթվող ընդհանուր էներգիային: Հեշտ է տեսնել, որ այս տարածքը արագորեն աճում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:

Պլանկն ուզում էր տեսականորեն ստանալ սպեկտրային բաշխման ֆունկցիան և բացատրություն գտնել երկու պարզ փորձարարական օրինաչափությունների համար. Ամբողջովին սև մարմնի մակերեսը նրա բացարձակ ջերմաստիճանի չորրորդ ուժն է։

Առաջին օրինաչափությունը կարելի է արտահայտել բանաձևով

որտեղ n մճառագայթման առավելագույն ինտենսիվությանը համապատասխանող հաճախականությունն է, Տմարմնի բացարձակ ջերմաստիճանն է, և ահաստատուն է՝ կախված արտանետվող օբյեկտի հատկություններից։ Երկրորդ օրինաչափությունն արտահայտվում է բանաձևով

որտեղ Ե 1 վրկ-ում մեկ մակերեսի կողմից արտանետվող ընդհանուր էներգիան է, սճառագայթող օբյեկտը բնութագրող հաստատուն է, և Տմարմնի բացարձակ ջերմաստիճանն է: Առաջին բանաձեւը կոչվում է Վիենի տեղաշարժի օրենք, իսկ երկրորդը՝ Ստեֆան-Բոլցմանի օրենք։ Հիմնվելով այս օրենքների վրա՝ Պլանկը ձգտում էր ստանալ ցանկացած ջերմաստիճանում ճառագայթվող էներգիայի սպեկտրալ բաշխման ճշգրիտ արտահայտություն։

Երևույթի ունիվերսալ բնույթը կարելի է բացատրել թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքի տեսանկյունից, ըստ որի ֆիզիկական համակարգում ինքնաբուխ տեղի ունեցող ջերմային պրոցեսները միշտ գնում են համակարգում ջերմային հավասարակշռություն հաստատելու ուղղությամբ։ Պատկերացրեք այդ երկու խոռոչ մարմինները ԲԱՅՑև ATտարբեր ձևեր, տարբեր չափսեր և տարբեր նյութերից՝ միմյանց դեմ ուղղված նույն ջերմաստիճանով, ինչպես ցույց է տրված Նկ. 2. Եթե ենթադրենք, որ ից ԲԱՅՑմեջ ATավելի շատ ճառագայթում է մտնում, քան ATմեջ ԲԱՅՑ, ապա մարմինը ATանխուսափելիորեն տաքանալու պատճառով ԲԱՅՑև հավասարակշռությունը ինքնաբերաբար կխախտվեր: Այս հնարավորությունը բացառվում է թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքով, և, հետևաբար, երկու մարմիններն էլ պետք է ճառագեն նույն քանակությամբ էներգիա և, հետևաբար, մեծությունը. սբանաձևում (2) կախված չէ ճառագայթող մակերեսի չափից և նյութից, պայմանով, որ վերջինս մի տեսակ խոռոչ է: Եթե ​​խոռոչները բաժանված լինեին գունավոր էկրանով, որը կզտեր և կարտացոլեր ամբողջ ճառագայթումը, բացառությամբ մեկ հաճախականությամբ ճառագայթման, ապա այն ամենը, ինչ ասված էր, կմնար ճշմարիտ: Սա նշանակում է, որ սպեկտրի յուրաքանչյուր հատվածում յուրաքանչյուր խոռոչի կողմից արտանետվող ճառագայթման քանակը նույնն է, և խոռոչի սպեկտրալ բաշխման ֆունկցիան ունի բնության համընդհանուր օրենքի բնույթ և արժեքը. աբանաձևում (1), ինչպես արժեքը ս, ունիվերսալ ֆիզիկական հաստատուն է։

Պլանկը, ով լավ տիրապետում էր թերմոդինամիկային, նախընտրեց խնդրի հենց այդպիսի լուծումը և, փորձի և սխալի միջոցով, գտավ թերմոդինամիկական բանաձև, որը թույլ տվեց նրան հաշվարկել սպեկտրային բաշխման ֆունկցիան։ Ստացված բանաձևը համաձայնեց բոլոր առկա փորձարարական տվյալների և, մասնավորապես, էմպիրիկ բանաձևերի հետ (1) և (2): Դա բացատրելու համար Պլանկն օգտագործեց խելացի հնարք, որն առաջարկվում էր թերմոդինամիկայի երկրորդ օրենքով։ Իրավացիորեն հավատալով, որ նյութի թերմոդինամիկան ավելի լավ է ուսումնասիրված, քան ճառագայթման թերմոդինամիկան, նա իր ուշադրությունը կենտրոնացրեց հիմնականում խոռոչի պատերի նյութի վրա, այլ ոչ թե դրա ներսում գտնվող ճառագայթման։ Քանի որ Վիենի և Ստեֆան-Բոլցմանի օրենքներում ներառված հաստատունները կախված չեն նյութի բնույթից, Պլանկն ազատ էր ցանկացած ենթադրություն անել պատերի նյութի վերաբերյալ։ Նա ընտրեց մի մոդել, որտեղ պատերը կազմված են հսկայական քանակությամբ փոքր էլեկտրական լիցքավորված տատանվողներից, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի իր հաճախականությունը: Օսլիլատորները դրանց վրա ճառագայթման ներթափանցման ազդեցության տակ կարող են տատանվել՝ միաժամանակ էներգիա ճառագայթելով: Ամբողջ գործընթացը կարելի է ուսումնասիրել էլեկտրադինամիկայի հայտնի օրենքների հիման վրա, այսինքն. Սպեկտրալ բաշխման ֆունկցիան կարելի է գտնել տարբեր հաճախականություններ ունեցող տատանումների միջին էներգիայի հաշվարկով: Փոխելով պատճառաբանության հաջորդականությունը՝ Պլանկը, հիմնվելով իր գուշակած սպեկտրային բաշխման ճիշտ ֆունկցիայի վրա, գտավ միջին էներգիայի բանաձևը։ Uհաճախականությամբ տատանվող nբացարձակ ջերմաստիճանում հավասարակշռված խոռոչում Տ:

որտեղ բփորձնականորեն որոշված ​​արժեքն է, և կ- հաստատուն (կոչվում է Բոլցմանի հաստատուն, չնայած այն առաջին անգամ ներմուծվել է Պլանկի կողմից), որը հայտնվում է թերմոդինամիկայի և գազերի կինետիկ տեսության մեջ։ Քանի որ այս հաստատունը սովորաբար գալիս է գործոնով Տ, հարմար է նոր հաստատուն ներմուծել հ= bk.Հետո բ = հ/կև (3) բանաձևը կարող է վերաշարադրվել որպես

Նոր հաստատուն հև Պլանկի հաստատունն է. Պլանկի կողմից հաշվարկված դրա արժեքը եղել է 6,55 H 10 -34 JH s, որը ընդամենը մոտ 1%-ով է տարբերվում ժամանակակից արժեքից: Պլանկի տեսությունը հնարավորություն տվեց արտահայտել քանակությունը սբանաձեւով (2) մինչեւ հ, կև լույսի արագությունը Հետ:

Այս արտահայտությունը համաձայնվում էր փորձի հետ այնքանով, որքանով հայտնի էին հաստատունները. ավելի ճշգրիտ չափումները հետագայում անհամապատասխանություններ չեն հայտնաբերել:

Այսպիսով, սպեկտրային բաշխման ֆունկցիայի բացատրության խնդիրը վերածվել է ավելի «պարզ» խնդրի։ Պետք էր բացատրել, թե որն է հաստատունի ֆիզիկական իմաստը հկամ, ավելի շուտ, աշխատում է հն. Պլանկի հայտնագործությունն այն էր, որ դրա ֆիզիկական իմաստը կարելի է բացատրել միայն մեխանիկայի մեջ «էներգիայի քվանտի» բոլորովին նոր հայեցակարգի ներդրմամբ: 1900 թվականի դեկտեմբերի 14-ին Գերմանական ֆիզիկական ընկերության ժողովի ժամանակ Պլանկն իր զեկույցում ցույց տվեց, որ բանաձևը (4), և, հետևաբար, մնացած բանաձևերը, կարող են բացատրվել, եթե ենթադրենք, որ հաճախականությամբ տատանվող nէներգիան էլեկտրամագնիսական դաշտի հետ փոխանակում է ոչ թե անընդհատ, այլ ասես փուլերով՝ ստանալով և կորցնելով իր էներգիան դիսկրետ մասերով, քվանտներով, որոնցից յուրաքանչյուրը հավասար է. հն. ՋԵՐՄՈՒԹՅՈՒՆ; ԹԵՐՄՈԴԻՆԱՄԻԿԱ. Պլանկի կատարած հայտնագործության հետևանքները ներկայացված են ՖՈՏՈԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ԷՖԵԿՏ հոդվածներում; ԿՈՄՊՏՈՆ ԷՖԵԿՏ; ԱՏՈՄ; ԱՏՈՄԻ ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔԸ; ՔՎԱՆՏԱՅԻՆ ՄԵԽԱՆԻԿԱ.

Քվանտային մեխանիկան միկրոտիեզերքի մասշտաբով երևույթների ընդհանուր տեսություն է։ Պլանկի հայտնագործությունն այժմ հայտնվում է որպես այս տեսության հավասարումներից բխող հատուկ բնույթի կարևոր հետևանք: Մասնավորապես, պարզվել է, որ այն գործում է բոլորըէներգիայի փոխանակման գործընթացներ, որոնք տեղի են ունենում տատանողական շարժման ժամանակ, օրինակ՝ ակուստիկայում և էլեկտրամագնիսական երևույթներում։ Սա բացատրում է ռենտգենյան ճառագայթների բարձր թափանցող հզորությունը, որոնց հաճախականությունները 100–10000 անգամ ավելի բարձր են, քան տեսանելի լույսին բնորոշ հաճախականությունները, և որոնց քվանտներն ունեն համապատասխանաբար ավելի մեծ էներգիա։ Պլանկի հայտնագործությունը հիմք է հանդիսանում նյութի ողջ ալիքային տեսության համար, որը վերաբերում է տարրական մասնիկների ալիքային հատկություններին և դրանց համակցություններին։

ալիքի և մասնիկի բնութագրերի միջև: Այս վարկածը հաստատվեց, որը Պլանկի հաստատունը դարձրեց համընդհանուր ֆիզիկական հաստատուն։ Նրա դերը շատ ավելի նշանակալից ստացվեց, քան կարելի էր ենթադրել հենց սկզբից:

Նոր տեղում

>

Ամենահայտնի