|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
EN ÖNEMLİ BİLİMSEL KEŞİFLER
Quanta. Bilimsel keşfin tarihi ve özü
Rehber / En önemli bilimsel keşifler Bilim adamları uzun süredir deneyle tam olarak uyumlu ve doğru bir şekilde siyah bir cismin radyasyon spektrumunu tanımlayacak bir formül bulmaya çalışıyorlar. Deneyciler, siyah bir cismin tayfının sivri bir tepeye veya bir deve hörgücüne benzediğini uzun zamandır saptamışlardır. Radyasyonun maksimum olduğu tümsek tepesi, değeri sıcaklığa bağlı olan belirli bir dalga boyundadır ve solda - kısa dalga boyları yönünde ve sağda - uzun dalga yönünde, radyasyon yoğunluğu keskin bir şekilde azalır. 1892'de Rus fizikçi Golitsyn, "Matematiksel Fizikte Araştırma" tezinde radyan enerji sorununu ele aldı. Bu çalışmada Golitsyn, aşağıdaki yasa olarak formüle edilebilecek bir sonuca varıyor: Mutlak sıcaklık, tüm elektriksel yer değiştirmelerin toplamı tarafından belirlenir ve tüm elektriksel yer değiştirmelerin karelerinin toplamı ile doğru orantılı olan mutlak sıcaklığın dördüncü kuvvetidir. Böylece, gelecekteki kuantum teorisinin fikirlerine yaklaştı - foton gazı Einstein. Ve düşüncelerinin çağdaşları tarafından anlaşılmamasına şaşmamalı. 1864'larda Wilhelm Wien (1927-XNUMX), kısa dalga bölgesindeki deneyimle iyi uyum içinde olan, ancak spektrumun uzun dalga kısmında olmayan bir formül elde etti. 1900'de John William Rayleigh (1842–1919), enerjinin serbestlik derecelerine göre düzgün dağılımı yasasını radyasyona uygulamak için bir girişimde bulundu. Vin bu girişimi şöyle anlatıyor: Lord Rayleigh, bu soruya tamamen farklı bir açıdan yaklaşan ilk kişiydi: Radyasyon sorununa istatistiksel mekaniğin çok genel bir yasasını, yani bir sistemin serbestlik dereceleri arasında enerjinin tekdüze dağılımı yasasını uygulamaya çalıştı. istatistiksel bir denge durumunda ... Boş uzaydaki radyasyon, belirli sayıda serbestlik derecesine sahip olacak şekilde de temsil edilebilir. Gerçek şu ki, dalgalar duvarlardan ileri geri yansıtıldığında, iki duvar arasındaki boşluklarda bulunan duran dalga sistemleri ortaya çıkar ... Bireysel olası duran dalgalar ayrıca burada meydana gelen fenomenin karşılık gelen unsurlarını temsil eder. ve serbestlik derecelerine karşılık gelir. Her bir serbestlik derecesine payına atfedilebilen enerji miktarı verilirse, belirli bir dalga boyundaki radyan enerjinin emisyonunun mutlak sıcaklıkla doğru orantılı ve dördüncü güçle ters orantılı olduğuna göre Rayleigh radyasyon yasası elde edilecektir. dalga boyunda. Bu yasa, yukarıda ele alınan yasanın adil olmaktan çıktığı ve bu nedenle ilk başta sınırlı adaletli bir yasa olarak kabul edildiğinde, deneyim verileriyle uyumludur. Böylece iki formül vardı: biri spektrumun kısa dalga boyu kısmı için (Wien formülü), diğeri uzun dalga boyu kısmı için (Rayleigh formülü). Zorluk onları eşleştirmekti. "Ultraviyole felaketi", araştırmacılara radyasyon teorisi ve deney arasındaki tutarsızlık adını verdi. Hiçbir şekilde giderilemeyecek bir çelişki. Mantıksal ve gerekçeli matematiksel hesaplamalar, her zaman, sonuçları deneyle tamamen çelişen formüllere yol açtı. Bu formüllerden, kızgın bir fırının zamanla çevredeki alana giderek daha fazla ısı vermesi ve parıltısının parlaklığının giderek artması gerektiği sonucu çıktı! Çağdaş "ultraviyole felaket", fizikçi Lorenz üzgün bir şekilde şunları söyledi: "Klasik fiziğin denklemleri, ölmekte olan bir fırının neden büyük dalga boylarında radyasyonla birlikte sarı ışınlar yaymadığını açıklayamadı ..." Max Planck, Wien ve Rayleigh'in bu formüllerini "dikmeyi" ve bir kara cismin radyasyon spektrumunu doğru bir şekilde tanımlayan bir formül türetmeyi başardı. Alman fizikçi Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858-1947) Prusya'nın Kiel şehrinde, bir medeni hukuk profesörü ailesinde doğdu. 1867'de aile Münih'e taşındı ve orada Planck, mükemmel bir matematik öğretmeninin onda doğa ve kesin bilimlere olan ilgisini ilk kez uyandırdığı Royal Maximilian Classical Gymnasium'a girdi. 1874'te spor salonundan mezun olduktan sonra Planck, Münih Üniversitesi'nde üç yıl ve Berlin Üniversitesi'nde bir yıl matematik ve fizik okudu. Berlin'de kaldığı süre boyunca, Planck seçkin fizikçilerin yayınları aracılığıyla daha geniş bir fizik görüşü edindi. Hermann von Helmholtz ve Gustav Kirchhoff'un yanı sıra Rudolf Clausius'un makaleleri. Çalışmalarıyla tanışma, Planck'ın bilimsel ilgisinin uzun süre termodinamiğe - az sayıda temel yasa temelinde ısı, mekanik enerji ve enerji dönüşümü olgularının incelendiği bir fizik alanı - odaklanmasına katkıda bulundu. . Planck, doktora derecesini 1879'da Münih Üniversitesi'nde "Isının mekanik teorisinin ikinci yasası üzerine" tezini savunarak aldı. 1885'te Kiel Üniversitesi'nde yardımcı profesör oldu. Planck'ın termodinamik ve bunun fiziksel kimya ve elektrokimyadaki uygulamaları üzerindeki çalışmaları ona uluslararası tanınırlık kazandırdı. 1888'de Berlin Üniversitesi'nde yardımcı profesör ve Teorik Fizik Enstitüsü'nün direktörü oldu. Aynı zamanda, Planck, fiziksel ve kimyasal süreçlerin termodinamiği üzerine bir dizi makale yayınladı. Yarattığı seyreltilmiş çözeltilerin kimyasal dengesi teorisi özel bir ün kazandı. 1897'de termodinamik üzerine derslerinin ilk baskısı çıktı. O zamana kadar, Planck zaten Berlin Üniversitesi'nde sıradan bir profesör ve Prusya Bilimler Akademisi'nin bir üyesiydi. 1896'dan itibaren Planck, Berlin'deki Devlet Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'nde yapılan ölçümlerin yanı sıra cisimlerden gelen termal radyasyon sorunlarıyla ilgilenmeye başladı. Araştırmalarını yürüten Planck, yeni fizik yasalarına dikkat çekti. Isıtılmış bir cismin termal radyasyon yasasını deney temelinde kurdu. Aynı zamanda radyasyonun süreksiz bir karaktere sahip olduğu gerçeğiyle de karşılaştı. Planck, yasasını ancak atomik titreşimlerin enerjisinin keyfi olmadığı, ancak yalnızca bir dizi iyi tanımlanmış değer alabileceği şeklindeki dikkate değer varsayımın yardımıyla kanıtlayabildi. Planck, bir salınım frekansına sahip ışığın bölümler halinde yayılması ve emilmesi gerektiğini ve bu tür her bir bölümün enerjisinin, Planck sabiti adı verilen özel bir sabitle çarpılan salınım frekansına eşit olduğunu belirledi. Planck'ın kendisi bu konuda şöyle yazıyor: "O zamanlar tüm seçkin fizikçiler, hem deneysel hem de teorik yönden, enerjinin normal spektrumdaki dağılımı sorununa yöneldiler. Ancak, onu radyasyon yoğunluğunu bir olarak temsil etme yönünde arıyorlardı. entropinin enerjiye bağımlılığında daha derin bir bağlantı olduğundan şüpheleniyordum. Herhangi bir kimsenin müdahalesinden veya ilerlemesinden korkmadan hesaplamalar. Entropisinin enerjisine göre ikinci türevi, bir osilatör ile onun tarafından uyarılan radyasyon arasındaki enerji alışverişinin tersinmezliği için özel bir önem taşıdığından, o zaman merkezde olan durum için bu miktarın değerini hesapladım. Wien enerji dağılımının tüm çıkarlarının ve bu durumda K olarak adlandırdığım böyle bir değerin tersinin enerjiyle orantılı olduğu konusunda dikkate değer bir sonuç buldum. Bu bağlantı o kadar şaşırtıcı derecede basittir ki, uzun bir süre onu tamamen genel olarak kabul ettim ve teorik temeli üzerinde çalıştım. Ancak, yeni ölçümlerin sonuçlarından önce böyle bir anlayışın belirsizliği kısa sürede ortaya çıktı. Yani, küçük enerji değerleri veya kısa dalgalar için, Wien yasası daha sonra, büyük enerji değerleri veya büyük dalgalar için mükemmel bir şekilde doğrulanırken, Lummer ve Pringsheim ilk önce gözle görülür bir sapma ve mükemmel sapmalar belirledi. Rubens ve F. Kurlbaum tarafından fluorspar ve potasyum tuzu ile yapılan ölçümler, tamamen farklı ama yine basit bir ilişki ortaya çıkardı, K'nin değeri enerji ile değil, büyük enerji değerlerine giderken enerjinin karesi ile orantılıdır. ve dalga boyları. Böylece, doğrudan deneylerle fonksiyon için iki basit sınır oluşturulmuştur: küçük enerjiler için, enerjinin (birinci derecenin), büyük enerjiler için enerjinin karesiyle orantılılığı. Herhangi bir enerji dağıtım ilkesinin belirli bir K değeri vermesi gibi, herhangi bir ifadenin de belirli bir enerji dağıtım yasasına yol açtığı açıktır ve şimdi mesele, tarafından kurulan enerji dağıtımını verecek böyle bir I ifadesini bulmaktır. ölçümler. Ama şimdi genel durum için iki terimin toplamı biçiminde bir nicelik oluşturmaktan daha doğal bir şey yoktu: biri birinci dereceden, diğeri ikinci dereceden enerjiden, öyle ki küçük enerjiler için birinci terim büyük enerjiler için belirleyici olun - ikincisi; aynı zamanda, 19 Ekim 1900'de Berlin Fizik Derneği'nin bir toplantısında önerdiğim ve araştırma için önerdiğim yeni bir radyasyon formülü bulundu. ... Radyasyon formülü daha sonraki ölçümlerle de doğrulandı, yani daha doğru, daha ince ölçüm yöntemleri kullanıldı. Bununla birlikte, mutlak doğruluğunu varsayarsak, ölçüm formülü kendi içinde yalnızca mutlu bir şekilde tahmin edilen bir yasaydı ve yalnızca biçimsel bir anlamı vardı. 14 Aralık 1900'de Planck, Berlin Fizik Derneği'ne hipotezi ve yeni radyasyon formülü hakkında rapor verdi. Planck tarafından ortaya atılan hipotez, fizikte gerçek bir devrim yaratan kuantum teorisinin doğuşuna işaret ediyordu. Klasik fizik, modern fiziğin aksine, şimdi "Planck'tan önceki fizik" olarak adlandırılıyor. Planck'ın 1906'da Termal Radyasyon Teorisi Üzerine Dersler monografisi yayınlandı. Birkaç kez yeniden basıldı. Yeni teorisi, Planck sabitine ek olarak, ışık hızı ve Boltzmann sabiti olarak bilinen bir sayı gibi diğer temel nicelikleri de içeriyordu. 1901'de, siyah cisim radyasyonu üzerine deneysel verilere dayanarak Planck, Boltzmann sabitinin değerini hesapladı ve bilinen diğer bilgileri kullanarak Avogadro sayısını (bir elementin bir molündeki atom sayısı) elde etti. Avogadro sayısına dayanarak, Planck elektronun elektrik yükünü en yüksek doğrulukla bulabildi. Planck'ın formülünden, özel durumlar biçiminde, hem Wien yasası hem de Stefan-Boltzmann ilişkisi elde edilebilir; bu, bir cismin toplam radyasyon enerjisinin, onun mutlak sıcaklığının dördüncü kuvvetiyle orantılı olduğunu gösterir. Fizikçiler rahat bir nefes aldılar: "ultraviyole felaketi" oldukça iyi sonuçlandı. Planck kesinlikle bir devrimci değildi ve ne o ne de diğer fizikçiler "kuantum" kavramının derin anlamından haberdar değildi. Planck için kuantum, kara cisim ışıma eğrisi ile tatmin edici bir uyum sağlayan bir formül türetmenin yalnızca bir aracıydı. Klasik gelenek içinde tekrar tekrar bir anlaşmaya varmaya çalıştı, ancak başarılı olamadı. Planck, kendisine eziyet eden şüpheleri şu şekilde tanımlıyordu: "... ya eylemin kuantumu hayali bir nicelikti - o zaman radyasyon yasasının tüm türetilmesi temelde yanılsamaydı ve içerikten yoksun bir formüller oyunuydu, ya da bu yasanın türetilmesi doğru fiziksel düşünceye dayanıyordu - o zaman eylem kuantumunun fizikte temel bir rol oynaması gerekiyordu, o zaman ortaya çıkışı tamamen yeni, şimdiye kadar duyulmamış bir şeyin habercisiydi ve bu da bizim temellerimizin dönüştürülmesini gerektiriyor gibiydi. fiziksel düşünme ... " Aynı zamanda, neredeyse hemen ardından gelen kuantum teorisinin ilk başarılarını memnuniyetle kaydetti. Kuantum teorisinin konumu, Albert Einstein'ın bir foton - bir kuantum elektromanyetik radyasyon kavramını kullandığı 1905'te güçlendirildi. Einstein, ışığın ikili bir doğası olduğunu öne sürdü: hem dalga hem de parçacık olarak davranabilir. 1907'de Einstein, teorik tahminler ile cisimlerin özgül ısısının deneysel ölçümleri arasındaki şaşırtıcı tutarsızlıkları açıklamak için kuantum kavramını kullanarak kuantum teorisinin konumunu daha da güçlendirdi. Planck'ın getirdiği yeniliğin potansiyel gücünün bir başka teyidi, 1913'te kuantum teorisini atomun yapısına uygulayan Niels Bohr'dan geldi. Yazar: Samin D.K.
▪ Dünyanın yer merkezli modeli
Dokunma emülasyonu için suni deri
15.04.2024 Petgugu Global kedi kumu
15.04.2024 Bakımlı erkeklerin çekiciliği
14.04.2024
▪ SHARP Milyonuncu Kontrastlı LCD Ekranını Duyurdu ▪ Deniz suyundan uranyum madenciliği ▪ Kompakt kablosuz subwoofer'lı Yamaha SR-C30A ses çubuğu
▪ Sitenin Mikrodenetleyiciler bölümü. Makale seçimi ▪ makale Uyumayan göz. Popüler ifade ▪ makale Nabız nedir? ayrıntılı cevap ▪ makale Mini velomobil. Kişisel ulaşım ▪ makale Basit bir üç bantlı anten. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
İlginç makaleler öneriyoruz bölüm 
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri