КВАНТОВ ТЕОРИЯ
Спасибо нашим инвесторам из казино онлайн
КВАНТОВ ТЕОРИЯ . Квант (от лат. quantum—определенное количество)—понятие, характеризующее прерывность взаимодействий элементарных частиц вещества—электронов, протонов, атомов и молекул—между собой и со светом. Представление о К. введено М. Планком (Planck; 1900) в связи с теорией излучения нагретого абсолютно черного тела. Для объяснения распределения энергии по длинам волн в спектре черного тела необходимо допустить, что поглощение и излучение света в веществе происходит только целыми количествами—квантами—величины hv (v —-частота излучаемых или поглощаемых световых колебаний, h —-постоянная всегда и при всех условиях, равная 6,55 . Ю-2′ эрг./сек.). В связи с этим Эйнштейн (1905) предположил, что и при распространении света энергия последнего сосредоточена в некоторых центрах, световых квантах, характеризуемых энергией hv и импульсом — (е—скорость света). Эта гипотеза, вполне согласуясь с необходимостью прерывности поглощения и излучения, вместе с тем приводит к чрезвычайно важным выводам относительно действий света. Если световой К. сталкивается с электроном, то в общем случае результат соударения должен быть аналогичным тому, что происходит при ударе двух упругих шаров: электрон и К. отлетят один от другого с измененной энергией и направлением. Но в выражении для энергии К. h всегда постоянно; следовательно при изменении энергии К. должна измениться частота v или соответствующая длина волны Я. Применяя к процессу соударения электрона и К. законы сохранения энергии и количества движения, можно найти, что длина волны света, рассеянного электронами, 2ft A-*o + ; smSr :ч тс ‘ ~ 2 здесь А0—длина волны света до рассеяния, т —масса электрона, с—скорость света, б— угол, образуемый направлениями К. до рассеяния и после него. Из (1) видно, что длина волны рассеянного света больше, чем падающего. Это возрастание рассеянной волны должно быть вполне заметным для лучей с большим К., т. е. с большой частотой v, напр. для лучей Рентгена. Комптон (Compton) впервые вывел из гипотезы световых К. следствие (1) и подтвердил его на опыте. Удлинение волны при рассеянии лучей Рентгена в веществе должно между прочим иметь существенное значение для понимания терап. действия лучей Рентгена. Легкие атомы, из к-рых составлена живая ткань, поглощают жесткие лучи Рентгена только в ничтожной степени; но по мере прохождения в материальной среде лучи рассеиваются, претерпевают многократное Компто-новское удлинение волны, становятся «мягче», крупные К. так сказать размениваются на более мелкие и т. о. действуют на ткань. Если при поглощении света при «неупругом» соударении К. с электроном энергия К. передается электрону, вылетающему из атома, то по закону сохранения энергии живая сила вылетающего электрона - = /»» (2). Это следствие вполне точно подтверждается в т. н. фотоэлектрическом эффекте, когда под действием света из вещества вырываются электроны (при этом учитывается часть энергии, растрачиваемая электроном до прохождения через поверхность). Гипотеза световых К. определяет и основной закон хим. действий света. Для простейшей реакции диссоциации какой-либо молекулы на составные части необходимо, чтобы каждая разлагающаяся молекула поглотила 1 К. Обозначив через Е общую энергию монохроматического света, поглощенного такой диссоциирующей средой, найдем, что количество разложившихся молекул Это следствие (т. н. закон Эйнштейна) точно оправдывается на опыте. Кажущиеся отступления от него объясняются вторичными хим. реакциями, осложняющими первоначальный чисто фото-химический процесс. Квантовая природа излучения обнаруживается и в биол. явлениях. Напр. оптимальный порог зрительного раздражения, т. е. минимальное количество энергии зеленого света (в сек.), необходимое для появления ощущения света, измеряется несколькими К. зеленого света. При бактерицидном действии лучей Рентгена, как показывают опыты Дарье (Darier), для умерщвления микроорганизма необходимо и достаточно энергии 1 К. Т. о. действия света дают твердую экспериментальную базу учению о световых 1С. Вместе с тем оптические явления интерференции, диффракции, поляризации не менее убедительно свидетельствуют о волновой природе света. Следовательно свету приходится приписывать одновременно прерывные квантовые и непрерывные волновые свойства.—Прерывный квантовый характер взаимодействий свойственен однако не только свету, но и веществу. Изучение линейчатых спектров, испускаемых атомами, привело Бора (Bohr; 1913) к ус