Итак, это вторая статья, посвящённая принципу неопределённости Вернера Гейзенберга.
В предыдущей статье я лишь слегка прошлась по левой части неравенства, к ней обязательно вернёмся - но сначала обратим внимание на правую часть:
Что такое "π", надеюсь, никому напоминать не нужно, но в числителе дроби имеется ещё и "h" - вот о ней речь и пойдёт.
В конце девятнадцатого века, исследуя излучение абсолютно чёрного тела, немецкий физик Макс Планк наткнулся на непреодолимое препятствие в виде формулы Вина, которая это излучение описывала, во всяком случае, ей полагалось это делать. Следует добавить, что упомянутая формула была выведена эмпирически, то есть - опытным путём, в просторечии именуемом “метод научного тыка”. 🤭
Макс Планк, будучи физиком-теоретиком, пытался подвести под неё теоретическое обоснование. Однако, в своём общем виде, формула Вина имела в составе некую функцию, которую затруднялся определить не только Планк, но и сам Вильгельм Вин, создатель данной формулы. Имелась, правда, ещё одна формула Вина, как частный случай для коротковолнового излучения, её-то и удалось доказать экспериментально, но вот с длинными волнами дело не ладилось.
А дальше - классика жанра.
Александр Македонский, не сумев развязать Гордиев узел, разрубил его мечом - Макс Планк, не сумев теоретически обосновать первый закон Вина, придумал собственный. Но, по тогдашним представлениям - шулерский, основанный на ловком трюке и весьма условном предположении, что энергия испускается и поглощается отдельными дискретными порциями. Хотя должна была - непрерывным потоком, подобно воде из крана. Но как тогда считать? Воду можно разделить на молекулы, а энергию на что? Тогда и прозвучало впервые слово “квант”.
Постоянная Планка (h), или квант действия - минимальное количество энергии, которое может быть передано чему-то от чего-то в единицу времени. Собственно, это фундаментальная константа квантовой физики, фундаментальнее неё разве что постоянная Дирака (приведённая постоянная Планка) - потому что она ещё меньше и равна постоянной Планка деленной на 2π (все же помнят, что “Пи” равно 3,14?). В формулах часто постоянную Планка на “два Пи” и делят, поэтому использовать постоянную Дирака предпочтительнее, для упрощения восприятия этих формул.
Ну и, собственно, вот оно, допущение, которое никто поначалу не воспринимал всерьёз - ну всем же понятно, что никаких квантов не существует в физическом смысле, это всего лишь математическая абстракция, “чтобы считать”. В том числе и самому Планку. Хотя оказалось, что нет. Что абстракцией, скорее, является представление о непрерывности потока энергии, на самом же деле, природа таких потоков дискретна. Вишенкой на торте стало появление остальных планковских величин - длины, времени, массы, температуры и т.д. Все эти величины являются предельными - либо максимальными (не существует температуры выше планковской), либо минимальными (ничто не может быть меньше планковской длины).
И напоследок - примерно в это же время Джон Уильям Стретт, барон Рэлей, а немного позже - Джеймс Хопвуд Джинс независимо друг от друга открыли закон Рэлея-Джинса, описывающий излучение абсолютно чёрного тела в длинноволновой части спектра. Засада была в том, что формула Рэлея-Джинса работала как и формула Вильгельма Вина, только с точностью до наоборот. По формуле Вина можно было считать “на коротких волнах”, но нельзя было”на длинных”. Формула Рэлея-Джинса, корректно работающая “на длинных волнах”, давала абсурдные значения “на коротких”. Зато - без всяких непонятных квантов.
Алёна ©
Первая статья:
Ну а в следующей серии статье, снова вернёмся к левой части неравенства, и разберёмся, при чём тут "ошибки".
Для этого переходим по ссылке:
Да, пока не забыла!
Алёне на работу над ошибками:
Карта ЮMoney 5599 0020 3073 3648