Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 112 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

223
Теперь перейдем к непосредственной проверке основных понятий и
принципов НКМ. Формально в качестве одного из предсказаний гипотезы
Планка можно считать существование кванта светафотона (Эйнштейн,
1905 г.) Поэтому предложенное Эйнштейном объяснение
фотоэлектрических и фотохимических явлений было основано на
радикальном расширении рамок первоначальной квантовой гипотезы
Планка.
Нам известно, предположение Эйнштейна, что свет не только
испускается, но и поглощается отдельными порциямиквантами.
Представление о свете после 1905г. стало ненаглядным (“несуразнымР.
Милликен): представление об электромагнитной волне, оставшейся
локализованной в пространстве, кажется противоречащим самой сути
понятия электромагнитной волны, которая обладает свойствами
интерференции и дифракции. На основании этого предположения было
выведено соотношение, связывающее кинетическую энергию Е
к
фотоэлектронов и частоту излучения, вызывающего фотоэффект:
E
k
=hν−еγ,
где еγ = P — так называемая работа выхода электрона;
γконстанта, характеризующая металл, из которого освобождается
электрон;
езаряд фотоэлектрона;
h — постоянная Планка;
νчастота света (излучения).
Описанное выше составляет суть семантической интерпретации
теории фотоэффекта Эйнштейна. Эйдетическая интерпретация последней
связана с представлением пучка монохроматического света (т.е. потока
частиц светафотонов), падающих на исследуемую поверхность
металла, при котором эмитируют фотоэлектроны (теоретическая модель
фототока).
Переход к эмпирической интерпретации совершается с помощью МЭ:
взаимодействия модели образования фототока с эмпирическим
представлением о приборе (электрометром), измеряющем разность
потенциалов. Реальный эксперимент был выполнен Р. Милликеном (1914–
1916 гг.). Для исследования фотоэффекта Милликеном была создана
специальная, исключительная для того времени, экспериментальная
установка, названная иммеханической мастерской в вакууме
1
.
Излучавшиеся щелочные металлы Li, Na, K подвергались в вакууме
срезыванию (для получения свежей поверхности посредством ножа,
Изд-во. ИФ АН СССР, 1970, и т.д.
1
Схему одной из трубок и описание эксперимента см. в кн.: Тригг Д. Решающие эксперименты в
современной физике. С. 92–100.
224
управляемого извне с помощью магнита). Тут же в вакууме измерялась
контактная разность потенциалов между чистой поверхностью данного
металла и электродом и в вакууме же измерялся фототок при воздействии
монохроматического света различных длин волн. При этом зависимость
задерживающего потенциала V от частоты света ν оказалась строго
линейной, причем наклон прямой точно соответствовал значению
планковской константы h. Милликен пишет: “Он [фотоэффектД.О.]
материализирует, так сказать, величину, открытую Планком при изучении
излучения абсолютного черного тела, и дает нам, как ни одно другое
явление, уверенность в том, что исходные физические представления,
лежащие в основе гипотезы Планка, соответствуют действительности
1
.
Выдвинутые волновой механикой необычные понятия, чтобы
окончательно укрепиться, нуждались в опытной проверке.
Как известно из изложенного ранее материала по КВД (корп.- волн.
дуализма), согласно де Бройлю частица обладает волновыми свойствами,
длина волн равна постоянной Планка, деленной на импульс частицы:
υ
λ
m
h
= .
Теория де Бройля связывает длину волн материи со скоростью
механического движения частиц. Если речь идет об электроне, то при
достаточно малой скорости длина волны принимает значения,
допускающие экспериментальное обнаружение дифракции. Все
изложенное выше касается семантической интерпретации так называемой
гипотезы всеобщего корпускулярно-волнового дуализма материи. О сути
эйдетической интерпретации, о которой уже не раз мы писали, своей
теории говорил де Бройль так: “Поток электронов, проходя через очень
тонкую щель, должен был бы дать явление дифракции. Именно таким
путем, по-видимому, нужно будет искать опытное подтверждение наших
идей
2
.
В связи с вопросом опытного подтверждения дебройлевской
гипотезы перейдем к анализу экспериментов Дэвиссона и Джермера по
дифракции электронов. Сначала опыты были задуманы для изучения
углового распределения электронов, рассеянных мишенью из
поликристаллического никеля
3
. Как пишут сами исследователи: “При
выполнении этой работы в тот момент, когда мишень имела высокую
температуру, взорвался сосуд с жидким воздухом, экспериментальная
трубка оказалась разбитой и ворвавшийся воздух сильно окислил
1
Цитируем по книге Тригга: Тригг Дж. Решающие эксперименты в современной физике. С.104.
2
Цитируем по книге: Льоци Марио. История физики. – М.: Мир, 1970. С. 403.
3
Явление испускания вторичных электронов.
    Теперь перейдем к непосредственной проверке основных понятий и                            управляемого извне с помощью магнита). Тут же в вакууме измерялась
принципов НКМ. Формально в качестве одного из предсказаний гипотезы                           контактная разность потенциалов между чистой поверхностью данного
Планка можно считать существование кванта света – фотона (Эйнштейн,                           металла и электродом и в вакууме же измерялся фототок при воздействии
1905    г.)   Поэтому     предложенное     Эйнштейном      объяснение                         монохроматического света различных длин волн. При этом зависимость
фотоэлектрических и фотохимических явлений было основано на                                   задерживающего потенциала V от частоты света ν оказалась строго
радикальном расширении рамок первоначальной квантовой гипотезы                                линейной, причем наклон прямой точно соответствовал значению
Планка.                                                                                       планковской константы h. Милликен пишет: “Он [фотоэффект — Д.О.]
    Нам известно, предположение Эйнштейна, что свет не только                                 материализирует, так сказать, величину, открытую Планком при изучении
испускается, но и поглощается отдельными порциями — квантами.                                 излучения абсолютного черного тела, и дает нам, как ни одно другое
Представление о свете после 1905г. стало ненаглядным (“несуразным” Р.                         явление, уверенность в том, что исходные физические представления,
Милликен): представление об электромагнитной волне, оставшейся                                лежащие в основе гипотезы Планка, соответствуют действительности”1.
локализованной в пространстве, кажется противоречащим самой сути                              Выдвинутые волновой механикой необычные понятия, чтобы
понятия электромагнитной волны, которая обладает свойствами                                   окончательно укрепиться, нуждались в опытной проверке.
интерференции и дифракции. На основании этого предположения было                                  Как известно из изложенного ранее материала по КВД (корп.- волн.
выведено соотношение, связывающее кинетическую энергию             Ек                         дуализма), согласно де Бройлю частица обладает волновыми свойствами,
фотоэлектронов и частоту излучения, вызывающего фотоэффект:                                   длина волн равна постоянной Планка, деленной на импульс частицы:
     Ek=hν−еγ,                                                                                             h
    где еγ = P — так называемая работа выхода электрона;                                            λ=       .
                                                                                                          mυ
    γ — константа, характеризующая металл, из которого освобождается
                                                                                                  Теория де Бройля связывает длину волн материи со скоростью
электрон;
                                                                                              механического движения частиц. Если речь идет об электроне, то при
    е — заряд фотоэлектрона;
                                                                                              достаточно малой скорости длина волны принимает значения,
    h — постоянная Планка;
                                                                                              допускающие экспериментальное обнаружение дифракции. Все
    ν — частота света (излучения).                                                            изложенное выше касается семантической интерпретации так называемой
    Описанное выше составляет суть семантической интерпретации                                гипотезы всеобщего корпускулярно-волнового дуализма материи. О сути
теории фотоэффекта Эйнштейна. Эйдетическая интерпретация последней                            эйдетической интерпретации, о которой уже не раз мы писали, своей
связана с представлением пучка монохроматического света (т.е. потока                          теории говорил де Бройль так: “Поток электронов, проходя через очень
частиц света — фотонов), падающих на исследуемую поверхность                                  тонкую щель, должен был бы дать явление дифракции. Именно таким
металла, при котором эмитируют фотоэлектроны (теоретическая модель                            путем, по-видимому, нужно будет искать опытное подтверждение наших
фототока).                                                                                    идей”2.
    Переход к эмпирической интерпретации совершается с помощью МЭ:                                В связи с вопросом опытного подтверждения дебройлевской
взаимодействия модели образования фототока с эмпирическим                                     гипотезы перейдем к анализу экспериментов Дэвиссона и Джермера по
представлением о приборе (электрометром), измеряющем разность                                 дифракции электронов. Сначала опыты были задуманы для изучения
потенциалов. Реальный эксперимент был выполнен Р. Милликеном (1914–                           углового распределения электронов, рассеянных мишенью из
1916 гг.). Для исследования фотоэффекта Милликеном была создана                               поликристаллического никеля3. Как пишут сами исследователи: “При
специальная, исключительная для того времени, экспериментальная                               выполнении этой работы в тот момент, когда мишень имела высокую
установка, названная им “механической мастерской в вакууме”1.                                 температуру, взорвался сосуд с жидким воздухом, экспериментальная
Излучавшиеся щелочные металлы Li, Na, K подвергались в вакууме                                трубка оказалась разбитой и ворвавшийся воздух сильно окислил
срезыванию (для получения свежей поверхности посредством ножа,
                                                                                              1
Изд-во. ИФ АН СССР, 1970, и т.д.                                                                Цитируем по книге Тригга: Тригг Дж. Решающие эксперименты в современной физике. С.104.
1                                                                                             2
  Схему одной из трубок и описание эксперимента см. в кн.: Тригг Д. Решающие эксперименты в     Цитируем по книге: Льоци Марио. История физики. – М.: Мир, 1970. С. 403.
                                                                                              3
современной физике. С. 92–100.                                                                  Явление испускания вторичных электронов.

                                           223                                                                                            224