ВУЗ:
Составители:
3
ВВЕДЕНИЕ
В XX столетии физика, а вместе с ней и все понимание об окружающем
мире, претерпели глубочайшие изменения.
К концу XIX века система физической науки, в основе которой лежали
механика Ньютона и электродинамика Максвелла – Герца, казалась полностью
завершенной. Однако уже в первые годы XX столетия лорд Кельвин, один из
величайших физиков своего времени, в лекциях, прочитанных в Балтиморском
университете, отметил, что на безупречно ясном небосводе физики все же
можно наблюдать два небольших облачка. Первое из этих облаков
представляло собой отрицательный результат опыта Майкельсона, проведение
которого планировали с целью разрешить все имеющиеся противоречия в
проблеме увлекаемого и неувлекаемого эфира. Следовательно, оно омрачало
картину блестящих успехов классической электродинамики Максвелла – Герца.
Второе облако символизировало трудности в создании теории излучения
абсолютно черного тела и свидетельствовало об ограниченности
статистической механики, основанной на классической механике Ньютона.
Таким образом, в начале XX столетия были обнаружены две (казалось, не
связанные между собой) группы явлений, свидетельствующих о
неприменимости обычной классической теории электромагнитного поля к
процессам взаимодействия света с веществом и к процессам, происходящим в
атоме. Первая группа явлений была связана с установлением на опыте
двойственной природы света (дуализм света); вторая — с невозможностью
объяснить на основе классических представлений устойчивое существование
атома, а также спектральные закономерности, открытые при изучении
испускания света атомами.
Из этих, как казалось на первый взгляд, несущественных проблем выросла
вся современная физика. Вопреки первоначальным опасениям, современная
физика не опровергла классические теории. Она показала, что классическая
физика вовсе не обязательно применима ко всем явлениям. Установление связи
между этими группами явлений и попытки объяснить их на основе новой
теории и привели, в конечном счете, к открытию законов квантовой механики.
Одним из решающих этапов при разработке квантовой теории явилась гипотеза
М. Планка, которая позволила впервые ввести новую физическую
константу h – элементарный квант действия. Постоянная Планка имеет
первостепенное значение в механике микрочастиц. Открытие постоянной
Планка было первым серьезным предупреждением о несостоятельности
механического переноса закономерностей из области макромира в область
микрочастиц и их систем. Последующие экспериментальные исследования
3
ВВЕДЕНИЕ
В XX столетии физика, а вместе с ней и все понимание об окружающем
мире, претерпели глубочайшие изменения.
К концу XIX века система физической науки, в основе которой лежали
механика Ньютона и электродинамика Максвелла – Герца, казалась полностью
завершенной. Однако уже в первые годы XX столетия лорд Кельвин, один из
величайших физиков своего времени, в лекциях, прочитанных в Балтиморском
университете, отметил, что на безупречно ясном небосводе физики все же
можно наблюдать два небольших облачка. Первое из этих облаков
представляло собой отрицательный результат опыта Майкельсона, проведение
которого планировали с целью разрешить все имеющиеся противоречия в
проблеме увлекаемого и неувлекаемого эфира. Следовательно, оно омрачало
картину блестящих успехов классической электродинамики Максвелла – Герца.
Второе облако символизировало трудности в создании теории излучения
абсолютно черного тела и свидетельствовало об ограниченности
статистической механики, основанной на классической механике Ньютона.
Таким образом, в начале XX столетия были обнаружены две (казалось, не
связанные между собой) группы явлений, свидетельствующих о
неприменимости обычной классической теории электромагнитного поля к
процессам взаимодействия света с веществом и к процессам, происходящим в
атоме. Первая группа явлений была связана с установлением на опыте
двойственной природы света (дуализм света); вторая — с невозможностью
объяснить на основе классических представлений устойчивое существование
атома, а также спектральные закономерности, открытые при изучении
испускания света атомами.
Из этих, как казалось на первый взгляд, несущественных проблем выросла
вся современная физика. Вопреки первоначальным опасениям, современная
физика не опровергла классические теории. Она показала, что классическая
физика вовсе не обязательно применима ко всем явлениям. Установление связи
между этими группами явлений и попытки объяснить их на основе новой
теории и привели, в конечном счете, к открытию законов квантовой механики.
Одним из решающих этапов при разработке квантовой теории явилась гипотеза
М. Планка, которая позволила впервые ввести новую физическую
константу h – элементарный квант действия. Постоянная Планка имеет
первостепенное значение в механике микрочастиц. Открытие постоянной
Планка было первым серьезным предупреждением о несостоятельности
механического переноса закономерностей из области макромира в область
микрочастиц и их систем. Последующие экспериментальные исследования
