История и методология естествознания. Кудрявцев С.П. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

камнем классической теории было непрерывное излучение или поглощение энергии. Энергия могла принимать
непрерывный спектр значений. Планку после трудных поисков в 1900 г. удалось решить проблему теплового
излучения, но для этого ему пришлось отказаться от основ классической теории и принять гипотезу о дискрет-
ном, прерывном излучении и поглощении энергии. У Планка энергия излучалась и поглощалась конечными
порциями, кратными целым значениям
νh
, где h – постоянная, названная именем Планка, и которую Планк
назвал квантом действия;
ν – частота. Сам Планк еще долгое время пытался решить проблему теплового излу-
чения в рамках классической физики, и это требовало от него больших усилий. В конце концов, он понял, "что
квант действия играет в физике гораздо большую роль, чем я вначале был склонен считать, и благодаря этому
полностью осознал то, что при разработке атомистических проблем необходимы новые методы рассмотрения".
В то время, как научная карьера Планка складывалась для него удачно, в личной жизни Планк испытал
много потрясений. В 1909 г. умерла его жена, и он женился вторично. Его сын от первого брака погиб в 1916 г.
под Верденом. Две дочери от второго брака умерли в 1917 и 1918 гг. За участие в антигитлеровском заговоре
был казнен его сын от второго брака. Во вторую мировую войну при бомбежке сгорел дом Планка, исчезла
библиотека, которую он собирал всю жизнь. Сам он на несколько часов был засыпан в бомбоубежище. Умер
Планк в 1947 г., не дожив немного до 90 лет.
Итак, загадка теплового излучения тел была успешно решена Планком, но для ее решения потребовались
новые, квантовые представления об энергии излучения. За открытие кванта Планку в 1918 г. была присуждена
Нобелевская премия.
5.2. Квантовая природа света
Гипотеза квантов распространялась на все новые и новые области. Эйнштейн применил эту гипотезу для объ-
яснения фотоэффекта. Квант света, падая на вещество, выбивает с его поверхности электрон и сообщает ему кинети-
ческую энергию. Формула Эйнштейна для фотоэффекта имела вид:
2
2
mV
Ahv +=
,
где
hv – квант энергии частицы света;
2
2
mV
– кинетическая энергия электрона; A – работа выхода электрона с
поверхности вещества.
Теория квантов успешно решила проблему фотоэффекта, в то время как электромагнитная теория Мак-
свелла была бессильной в решении этой проблемы. Возродилась идея Ньютона о корпускулярной природе све-
та, но уже на новой, более глубокой основе. В то же время и волновая теория Гюйгенса о природе света полу-
чила свое признание на более высоком основании, на Фарадея – Максвелловской электромагнитной теории.
Итак, современная концепция природы света имеет двойственный характер. Свет одновременно является и
частицей и волной. Одни явления, такие, как дифракция, интерференция света получили объяснения в рамках
волновой электромагнитной теории, другие, как фотоэффект, объяснились с позиции квантовой природы света.
6. ОТКРЫТИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ
6.1. Катодные лучи
В конце XIX в. наиболее важные исследования проводились по физике газового разряда. Эти исследования
привели к ряду выдающихся открытий, таких, как электрон, рентгеновские лучи. Особый прогресс стал наблю-
даться в этих экспериментах после улучшения разряжения в газовых трубках.
Математик Плюккер (1801 – 1868) обнаружил в 1859 г. при достаточно сильном разряжении голубоватый
пучок лучей, исходящих из катода, который достигал анода и заставлял светиться стекло трубки.
Немецкий ученый Гольдштейн (1850 – 1931) занялся изучением свойств этих лучей. В 1876 г. он назвал их
катодными лучами. Через три года Крукс (1832 – 1919) доказал материальную природу катодных лучей и на-
звал их "лучистой материей" – веществом, находящимся в особом, четвертом состоянии.
6.2. Рентген и открытие рентгеновских лучей
Опыты Крукса привлекли внимание многих естествоиспытателей. Среди них был Конрад Рентген. Однаж-
ды, в конце 1895 г., Рентген, закрыв трубку Крукса чехлом из черного картона, выключил свет, но не выключил
еще редуктор, питающий трубку, и увидел свечение экрана, покрытого флюоресцирующим составом и находя-
щегося вблизи трубки. Он был поражен этим обстоятельством и начал ставить многочисленные эксперименты.
В своей первой публикации "О новом роде лучей", датированной 28 декабря 1895 г., он написал об этих опы-
тах:
"Кусок бумаги, покрытый платиносинеродистым барием, при приближении трубки, закрытой достаточно
плотно прилегающим к ней чехлом из тонкого черного картона, при каждом разряде вспыхивает ярким светом:
начинает флюоресцировать… Флюоресценция заметна еще на расстоянии двух метров от трубки".
Рентген исследовал проникающую способность "X – лучей", как он их называл, и обнаружил, что лучи
свободно проходят через бумагу, дерево, эбонит, тонкие слои металла, но сильно поглощаются свинцом. Он
написал и такой опыт: "Если держать между разрядной трубкой и экраном руку, то видны темные тени кос-
тей…". Это было первое рентгеноскопическое исследование человеческого тела. Эти эксперименты оказались

Страницы