Квантовая теория. Ч. 1. Копытин И.В - 8 стр.

                                 8


(формула Планка). Легко увидеть, что при низких частотах (}ω  kT )
она переходит в формулу Рэлея–Джинса (1.2).
    Гипотеза Планка получила дальнейшее развитие при объяснении
явлений фотоэффекта и эффекта Комптона. В 1905 г. А. Эйнштейн,
развивая гипотезу Планка, предположил, что дискретность возника-
ет не только при обмене энергии между излучением и веществом. По
Эйнштейну, всякую электромагнитную волну с волновым вектором k
(|k| = 2π/λ, λ = 2πc/ω — длина волны) во многих явлениях можно рас-
сматривать как совокупность частиц (фотонов) с энергией E = }ω и
импульсом p = }k. В частности, это предположение позволило ему объ-
яснить в фотоэффекте наблюдаемую зависимость энергии фотоэлек-
трона от частоты, а не интенсивности света. В 1922 г. А. Комптоном
было открыто и объяснено с точки зрения гипотезы о фотонах уве-
личение длины волны рентгеновского излучения при его рассеянии на
электронах. (Напомним, что в классической электродинамике частота
электромагнитной волны не меняется при взаимодействии с заряжен-
ными частицами).
    Таким образом, гениальность гипотезы Планка состоит в том, что,
как выяснилось, законы взаимодействия света с веществом могут быть
объяснены только благодаря дуализму «волна–частица» для света.
Причиной же «ультрафиолетовой катастрофы» как раз и являлось иг-
норирование корпускулярных свойств света.
    Чтобы учесть дискретность атомных энергий, Н. Бору в 1913 г. при-
шлось ввести ряд постулатов. Первый постулат устанавливал существо-
вание у атома «стационарных» состояний, находясь в которых он не
излучает свет, несмотря на ускоренное движение электрона по орби-
те. Второй постулат устанавливал кратность величины орбитального
момента электрона в атоме водорода постоянной Планка }. Третий
постулат базировался на гипотезе Планка: при внешних воздействиях
атом переходит из одного состояния в другое, испуская или поглощая
квант света с энергией }ω, равной разности между уровнями энергии
атома. Опыты Франка–Герца (1914 г.) и Штерна–Герлаха (1922 г.) в
какой-то мере подтвердили данные постулаты. Последние позволили
также верно воспроизвести энергетический спектр атома водорода —
простейшей атомной системы, однако уже для атома гелия данная тех-
ника оказалась совершенно непригодной. Таким образом, проблема су-
ществования дискретных уровней энергии атома тоже решается не
полностью в рамках механики Ньютона, пусть и дополненной новы-
ми постулатами. Причиной неудач в решении проблем атомной физики
является то, что постулаты Бора вводились ad hoc, т.е. «задним чис-