Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
(a)
(b)
Rysunek1.1.Całafizykawspółczesnazaczęłasięodbanalnegopytania:dlaczegopodkowazmie-
niaswójkolorwmiaręwzrostutemperatury?Ipodkowa,ipowierzchniaSłońca,iwłóknowolfra-
moweżarówkiemitująświatłojaktzw.ciałodoskonaleczarne(tj.dużepudłozmałymotworem).
Rozkładnatężeniaświatłaemitowanegoprzezciałodoskonaleczarnemożnaopisaćwzorem
wyprowadzonymprzezMaksaPlancka(widmoSłońcanarys.1.1bjestwprzybliżeniuwidmem
ciaładoskonaleczarnego;źródło:NureAglioWorldPress)
Byłojużwiadomo,żemateriamastrukturęatomową,aw1897rokuJ.J.Thom-
sonDodkrył”3elektron,czylinośnik(ujemnego)ładunkuelektrycznego.Wiadomoteż
było,zdoświadczeniaHertza,żeźródłemfalielektromagnetycznejsąporuszającesię
ładunki.Planckzałożyłwięc,żeźródłemfalielektromagnetycznejwpudlesądrgające
ładunki–oscylatory.Wczarnympudle,podobniejakwewnęcerezonansowej,mogąpo-
wstawaćfalestojąceościśleokreślonejdługości,takabynabrzegachpudłamiałyone
Dwęzły”(czylizerowąamplitudę),zob.rozdział11.
Dladługichfaljasnebyło,żefaledłuższeniżrozmiarypudławnimsięnieDzmie-
szczą”
.Dlafalkrótkichtakiegoograniczenianiebyło.Prowadziłotodotzw.katastrofy
wnadfiolecie–nieskończeniewieleenergiibyłobyniesioneprzezfalekrótkie.Planck
musiałwięczałożyćpewneograniczenie:energianiesionaprzezfalęelektromagne-
tyczną(czyliemitowanaprzezpojedynczyoscylator)zależyoddługościfaliλ–imkrót-
szafala,tymwiększaporcjaenergiiE,którąpojedynczykwantświatłaniesie.Zapisu-
jemytowzorem,któryleżyupodstawfizykiwspółczesnej:
E=hV,
(1.1)
gdzieVjestczęstościąfalizwiązanązjejdługościąλpoprzezzależnośćV=c/λ(cto
prędkośćświatła).
Planckpodałteżprzybliżonąwartośćstałejh,zwanejdziśstałąPlancka.Porcja
energii(awzasadzieiloczynenergiiiczasu)niesionaprzezświatłopodanawdżulach
jestniewielka:h=6,626×10-34Js.Alejesttoporcjaenergii,któradlapojedynczego
atomuczycząsteczkijestDwłaściwa”
.Kwantświatłafioletowego(λ=380nm)niesie
energię3,6eV(wjednostkachelektronowolt4),aświatłaczerwonego(λ=760nm)ener-
gię1,8eV
.
3ToDodkrył”oznacza,żedokonałpomiaruładunkuelektrycznegoeimasyelektronum,awzasadzie
jedyniestosunkue/m,bonatopozwalałtypprzeprowadzonycheksperymentów.
41eVjesttoenergia,jakązyskujeładunekjednegoelektronu(czyli1,6×10-19C)przyspieszonyróż-
nicąpotencjału1volta.Różnicapotencjału1VjestDnamacalna”
,czylicharakterystycznadlaprocesów
6