зарождение квантовых представлений Содержание
Излучение чёрного тела и квантовая гипотеза.
Абсолютно чёрнным телом называется объект, который полностью поглощает падающее на него электромагнитное излучение любой частоты, ничего не отражая.
Поглощая энергию, абсолютно чёрнное тело нагревается и само начинает излучать. Здесь и возникает теоретическая проблема. Классическая термодинамика утверждает, что спектральные характеристики излучения абсолютно чёрнного тела (зависимость интенсивности излучения от его частоты) определяются исключительно температурой тела. Но попытки физиков найти универсальную формулу для спектральной функции во всем диапазоне частот закончились неудачей. Вычисления, основанные на принципе равномерного распределения энергии по степеням свободы, приводят к формуле Рэлея-Джинса. При малых частотах она даёт приемлемые результаты, а при больших энергия излучения обращается в бесконечность. Немецкий физик Вильгельм Вин попытался решить эту проблему, исходя из неравномерного распределения энергии по частотам, однако формула, которую он вывел, хорошо работала только при высоких частотах, но была непригодна для низких.
Наконец в 1900 г. Макс Планк сумел интерполировать две предыдущие формулы так, что получил закон излучения абсолютно чёрного тела, прекрасно работающий во всём диапазоне частот. Для этого он предложил невозможную с точки зрения классической физики гипотезу: электромагнитное излучение испускается и поглощается только порциями - квантами, пропорциональными частоте излучения:
E=hv,
где E - энергия излучаемого кванта, v - частота излучения,
h=6,6260755 • 10-34 Дж•с - постоянная Планка.Доказать правоту Макса Планка помогло открытие фотоэффекта.