К ИСТОКУ

о развитии Божественного Начала в Человеке

 

 

Администратор Милинда проводит онлайн курсы по развитию сознания и световых кристальных тел с активацией меркабы. А так же развитие божественного начала.

ОНЛАЙН КУРСЫ

 

 

* Вход   * Регистрация * FAQ * НОВЫЕ СООБЩЕНИЯ  * Ваши сообщения 

Текущее время: 16 дек 2018, 15:42

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 26 ]  На страницу Пред.  1, 2
Автор Сообщение
Сообщение №16  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:33 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Кванты энергии

Что же в классической физике было такого, что не позволяло получить из нее формулу Планка? Ни много, ни мало, как одно из фундаментальных ее положений. Привычное и незыблемое для тогдашних физиков положение о непрерывности энергии.

Что означает это положение? На первый взгляд оно кажется даже противоречащим духу классической физики, которая с момента своего возникновения опиралась на признание прерывности вещей. В самом деле, раз в мире существует пустое пространство, то все предметы должны быть отделены друг от друга, должны иметь свои границы. Вещи не переходят непрерывно друг в друга, где-то каждая из них кончается.

Ну, а внутри вещей? И здесь не видно непрерывности. Классическая физика конца девятнадцатого века вынуждена признать существование молекул и пустого пространства между ними. Молекулы имеют четкие границы, непрерывна лишь пустота, в которой они "плавают".

Впрочем, молекулы умудряются каким-то образом воздействовать друг на друга через пустоту. Классическая физика пытается со времени Фара-дея объяснить это взаимодействие существованием некоей промежуточной среды, через которую и передается взаимное влияние молекул.

А энергия? Считается, что молекулы при взаимных ударах обмениваются ею в самых разнообразных количествах. Этот обмен энергией осуществляется в точности по тем же законам, что и при ударах бильярдных шаров. Летит молекула, ударяет другую, неподвижную, отдает ей часть своей кинетической энергии,- и летят теперь две молекулы в разных направлениях. А при прямом ударе налетевшая молекула может остановиться; тогда вторая полетит с ее скоростью. И молекулы обмениваются энергией непрерывно.

открыть спойлер
Найден еще один вид энергии, не связанный явно с движением молекул,- энергия волнового движения. С тех пор, как Максвелл доказал, что свет - электромагнитные волны, энергия светового излучения, в частности теплового происхождения, должна подчиняться общим для любых волн законам.

И эта энергия тоже непрерывна. Она распространяется вместе с движущейся волной. Эта энергия течет наподобие воды из крана, и данное отмеренное количество энергии расходуется столь же непрерывно и неделимо, как вода, пока она не наполнит сосуда.

Когда мы режем кусок масла на части, мы не задумываемся о прерывности этого куска. Мы полагаем, что от него можно отделить даже сколь угодно малый кусочек. Когда в науку было введено представление о молекулах, стало ясным, что куска масла меньше, чем молекула масла, "отрезать" не удастся.

А вот в отношении энергии такого представления о ее дробимости не существовало. Казалось, атомарное строение вещества не влечет за собой атомарности энергии.

В самом деле, посмотрим на горящую свечу. Она освещает комнату, испуская световую энергию ровно и бесперебойно. Столь же спокойно и бестрепетно светит Солнце. Непрерывно набирает скорость, а с нею и энергию, поезд, катящийся под уклон, камень, летящий в пропасть. Ровной грядой движутся в море волны, которым передает свою энергию ветер.

А что было бы, если бы энергия приобреталась и отдавалась телами не непрерывно, а некими порциями? Тогда все наблюдаемое нами в действительности резко бы изменилось, как на экране старинного кино. Мелькала бы свеча, то вспыхивая, то угасая. Солнце тоже светилось бы словно вспышками: отдало порцию световой энергии и потухло до следующей вспышки. Толчками двигался бы поезд под уклон, рывками набирал бы скорость камень, летящий в пропасть.

Экая чушь! Такого сроду не бывало! Возможно, именно так и ответил Планку первый человек, с которым он поделился своей мыслью. Мыслью о том, что энергия излучения, так же, как и вещество, атомарна, что она отдается и приобретается не непрерывно, а прерывно, отдельными "атомами", порциями. Планк назвал эти порции квантами - словом, означающим по-латыни просто "количество". Если б он только знал, какое качество вырастет из этого "количества"! Кванты для формулы Планка были жизненной необходимостью: без них она бы завяла, как дерево без воды, и ее пришлось бы сдать в пыльный архив науки. В этом архиве много формул, которым так и не удалось найти надлежащего обоснования.

С предположением о квантах энергии формула Планка получила надежный фундамент. Но сам этот фундамент... висел в воздухе: для него не было места в почве классической физики! Именно это обстоятельство очень смущало такого осторожного ученого, как Планк. Ох, как трудно покинуть "дом"/ в котором работал всю жизнь, ради того чтобы "повиснуть в воздухе"!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №17  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:35 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Непонятное явление

8.jpg

Но вот в 1905 году никому дотоле не известный сотрудник швейцарского бюро патентов Эйнштейн публикует в немецком журнале "Физическое обозрение" свою теорию фотоэлектрического эффекта в металлах.

К тому времени, когда им занялся Эйнштейн, этот эффект имел солидный с научной точки зрения "возраст". Называемое коротко фотоэффектом явление было открыто в 1872 году профессором Московского университета А. Г. Столетовым.

В колбе, из которой был выкачан воздух, Столетов поместил две металлические пластинки и присоединил их к полюсам электрической батареи. Разумеется, ток через безвоздушный промежуток не шел. Но стоило только бросить на одну из пластинок свет ртутной лампы, как в электрической цепи моментально возникал ток. Выключалось освещение - тут же прекращался и ток.

Столетов сделал правильное заключение, что* в колбе появились переносчики тока - электроны - и что они возникали только при освещении пластинки.

открыть спойлер
Было совершенно очевидно, что эти электроны вылетали из освещаемого металла наподобие того, как молекулы выпрыгивают в воздух из нагреваемой жидкости. Однако здесь слова "наподобие того" скорее говорят о том, что ничего подобного нет, что вылет электронов из металла имеет совершенно иную, притом в то время непонятную природу.

В самом деле, свет - это электромагнитная волна. Трудно представить себе, как волна может выбить электроны из металла. Это ведь не удар одной энергичной молекулы по другой, в результате чего одна из них может вылететь за поверхность жидкости.

Было установлено еще одно интересное обстоятельство. Для каждого из исследовавшихся металлов, оказалось, существует некоторая граничная длина волны освещающего света. Стоило свету приобрести еще большую длину волны, как электроны в колбе внезапно исчезали, ток в цепи прекращался, сколько бы при этом ни увеличивалась яркость освещения. Это было совсем уже странно. Понятно, что электроны вылетают из металла потому, что свет каким-то образом передает им энергию. Чем ярче освещение, тем сильнее ток. В металл при этом входит больше энергии и большее число электронов может из него вылететь.

Но какой бы ни была длина волны света, в металл ведь все равно поступает энергия. Пусть с увеличением длины волны эта энергия будет меньше, меньше электронов будет вылетать из металла. Но все же ток,хотя и малый, а должен существовать. На опыте же ток прекращался вовсе. Словно электроны переставали усваивать световую энергию. Как можно было понять эту внезапную привередливость электронов к их энергетической "пище"? Физики разводили руками: это было выше их понимания.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №18  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:36 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Неуловимые кванты

Квант света - чрезвычайно малая порция энергии. Уловить ее не легче, чем взвесить атом. В мельчайшей пылинке-миллиарды атомов. В ничтожном количестве энергии, которую излучает крохотный светлячок,- миллиарды квантов.

Какова же величина этих отдельных порций энергии? Планк делает следующее исключительно важное открытие. Он устанавливает, что эти порции различны для разных видов излучений. Чем короче длина волны света, то есть чем выше его частота (иными словами, чем "фиолетовее"свет), тем больше порция энергии.

Математически это выражается с помощью известного соотношения Планка между частотой и энергией кванта: Здесь Е означает энергию, заключенную в кванте, v - частоту кванта. Величина h играет роль коэффициента пропорциональности. Этот коэффициент оказался одним и тем же для всех видов энергии, известных до настоящего времени. Он получил название постоянной Планка, или "кванта действия". Его значение для физики крайне велико, а величина - столь же мала: она равна примерно эрга на секунду! Вот эта-то ничтожная величина кванта и делает понятным, почему свеча или Солнце и вообще все привычные нам источники света горят "непрерывно". Подсчитаем, к примеру, сколько квантов содержится в энергии, излучаемой 25-ваттной лампочкой в секунду. Считая, что лампочка испускает желтый свет, находим по соотношению Планка число 6-Ю19, то есть 60 миллиардов миллиардов порций энергии в секунду. А ведь лампочка в 25 ватт - это не бог весть какой яркий источник света! Выходит, что мы не в состоянии уловить действительное мелькание лампочки или свечи потому, что глаз нечувствителен к столь крошечным порциям энергии? Это, однако, ошибочная мысль.

открыть спойлер
Глаз - неимоверно чувствительный прибор. Со всей убедительностью это было доказано опытами советского физика С. И. Вавилова. Выдерживая наблюдателя достаточное время в темноте (для повышения чувствительности его глаза), Вавилов затем включал исключительно слабый источник света, дававший считанные кванты в секунду. И глаз регистрировал их чуть ли не поодиночке! Все дело не в величине квантов, а в той огромной скорости, с которой они следуют друг за другом. Мы уже видели, что даже слабенькая лампочка испускает их миллиардами миллиардов в .секунду.

А человеческому глазу, как и любому прибору, присуща инерционность. Он не в состоянии регистрировать раздельно явления, очень быстро следующие друг за другом. На этой инерционности глаза, в частности, основано кино. Для зрителя движение на экране происходит непрерывно, хотя он прекрасно знает, что снято оно прерывно, кадрами.

Кванты энергии же, испускаемые источниками света, следуют друг за другом куда быстрее, чем кинокадры. Именно поэтому реакции глаза на каждый квант сливаются в одно непрерывное впечатление света.

Свои опыты С. И. Вавилов поставил уже в тридцатых годах нашего столетия, когда мысль Планка о квантах давно уже стала общепризнанной. Сам же Планк доказать прямым опытом истинность своего открытия не смог.

То что формула оправдывается на опыте, но не вытекает из теории, всегда поначалу кажется сомнительным. Тем более-формула, полученная из представлений, находившихся в резком противоречии с общепринятой точкой зрения. Поэтому, когда Планк сделал свое сообщение в Берлинской академии наук, оно не вызвало" особого энтузиазма в научных кругах. Ученые - те же люди. Им тоже нужно время, чтобы осмыслить нечто из ряда вон выходящее.

Планк сам отлично сознавал всю дерзость своего покушения на классическую физику и энергично искал оправданий этой попытке. Но он, конечно, не мог представить те грандиозные свершения, которые несколько лет спустя перевернули всю физику.

... 1901, 1902, 1903, 1904 годы... Теория квантов не привлекает особого внимания физиков. Научные работы пока насчитываются единицами...


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №19  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:38 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Первые поражения

Но говорить о полном торжестве теории Бора было бы преждевременным.

Последующие за ее появлением десять лет-время бурного развития теории. Стремительно расширяет она охват явлений. Среди них - тончайшие процессы испускания и поглощения света атомами, детали строения атомов и молекул. В 1914 году Коссель закладывает основы квантовой химии - те самые основы, которые вошли сейчас во все учебники химии. В 1916 году Зоммерфельд дает более точную теорию происхождения атомных спектров, которая и по сей день помогает расшифровывать самые сложные из них. Получают в новой теории объяснение только что открытые к тому времени магнитные и электрические свойства атомов и молекул.

И одновременно обнаруживаются многочисленные подводные камни теории Бора. Все очевиднее становится ее недостаточность для объяснения новых фактов. Фактов, толчком к открытию которых она же послужила.

Первая из этих трудностей оказалась лежащей в спектрах. Но ведь теория Бора впервые объяснила происхождение спектров! Да, это так. И все же, как мы увидим, объяснение оказалось неполным.

Мы уже говорили, что спектральные линии характеризуются не только своей длиной волны, но и яркостью. По теории Бора удалось найти расстояния между ступеньками энергетической лесенки электронных орбит в атоме, то есть длины волн фотонов, рождавшихся при перескоках электронов со ступеньки на ступеньку этой лесенки. Но вот насчет определения яркости спектральных линий эта теория никаких указаний не давала. Как рассчитать число фотонов в спектре - это оставалось неясным.

открыть спойлер
Было бы слишком рано праздновать победу теории Бора над классической физикой! Изгнав "классику" с парадного хода, теории Бора пришлось впустить ее с черного хода. Это вынужден был сделать сам же Бор с помощью так называемого принципа соответствия.

В чем он заключается? Классическая физика умела рассчитывать яркости спектров, хотя и не могла объяснить их происхождения. Квантовая механика, наоборот, объяснила существо спектров, но не сумела рассчитать яркость спектральных линий. Значит, решил Бор, обе теории, старую и новую, надо сопрячь вместе. Это сопряжение следовало произвести там, где обе теории, хотя бы приблизительно, но совпадают.

Где же это может быть? Ведь, согласно классической физике, электрон, вращаясь вокруг ядра, все время сближается с ним, пока не упадет на ядро. При этом, как уже говорилось, он излучает непрерывный спектр, в котором даже нет намека на отдельные линии.

А согласно квантовой механике, электрон в атоме излучает отдельные линии, или, как говорят иначе, дискретный спектр. Что может быть общего между обоими спектрами? Оказывается, общее все же есть. Ступеньки энергетической лестницы электронных орбит имеют разную высоту. Эта высота тем меньше, чем дальше ступенька, чем удаленнее орбита от ядра. Энергетическая лесенка в атоме имеет такой вид, какой имеет длинная обыкновенная лестница, если смотреть на нее снизу вверх. Поднимая глаза, вы увидите, что ступеньки лестницы как бы сближаются, пока не сливаются вовсе.

Разница в том, что сближение ступенек настоящей лестницы - это обман зрения, вызванный перспективой, а в атоме это сближение имеет место действительно.

Но высота энергетической ступеньки соответствует энергии фотона или длине волны его спектральной линии. Таким образом, длинноволновые линии спектра, соответствующие перескокам электронов между далекими от ядра орбитами, должны быть весьма близко расположены друг от друга. А это уже выглядит как почти непрерывный спектр!

Значит, длинноволновый участок "квантового" спектра не должен практически существенно отличаться от такого же участка "классического" спектра. Яркость в этом участке первого из спектров можно было попытаться рассчитать по классической физике. А затем этот расчет распространить на весь "квантовый" спектр. В этом и состоит принцип соответствия.

Что ж, мысль остроумная. Попытались применить ее на практике... и физиков постигла неудача. Опыт часто давал одни яркости линий, а теория - совсем другие.

Собственно говоря, иного было трудно ожидать. Не очень-то сильна та теория, которая не может объяснить какое-либо явление, не прибегая к помощи извне. А тем паче - к помощи теории, отвергнутой ею же! Вводить в квантовую механику идеи классической физики - это все равно, что по понедельникам, средам и пятницам исповедовать "классическую религию", а по вторникам, четвергам и субботам-"квантовую религию". Так насмешливо говорил английский физик Брэгг. Хотя в науке подобное "двоебожие" не считается криминальным и даже иногда приносит пользу, оно все же - "грех" теории, свидетельство ее слабости.

Если присмотреться внимательнее, то окажется, что принцип соответствия - не единственное "грехопадение" теории Бора. В сущности, с самого своего начала, на всех своих основных положениях она несла явный отпечаток классической физики.

Теория Бора отказывалась от классических представлений о движении электрона. И вместе с тем она ввела понятие электронных орбит в атоме. Она с полной серьезностью считала, что электрон вращается в атоме вокруг ядра. И вкладывала в это такой же физический смысл, как, скажем, во вращение Земли вокруг Солнца.

Бор "запретил" электрону излучать на орбите, но никакого серьезного обоснования под этот запрет подвести не смог. Теория Бора правильно объяснила, как возникают фотоны в атомах, но сам этот процесс остался для нее совершенно таинственным. Он не вытекал ни из каких ее положений.

И такой половинчатый характер теории Бора не замедлил проявиться. Она быстро спасовала перед многими новыми фактами, которые не желали лезть в уготованные им рамки. Но отдадим ей должное.

Теория Бора была огромным шагом -вперед в деле познания мира атомов. И все же шагом ограниченным. Многое объяснила она из того, что было непонятно и недоступно классической физике. Но не меньшее оказалось для нее непосильным объяснить.

Пришло время новых шагов. И вскоре они были сделаны. Первый из них принадлежит французскому физику Луи де-Бройлю.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №20  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:40 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Почему тела испускают свет?

9.jpg

Колоссальны были успехи спектрального анализа, но колосс был на глиняных ногах.

Здание спектроскопии, воздвигнутое на фундаменте теории теплового излучения, несло на себе печать основной неудачи этой теории. Неудачи в ее попытках ответить на вопрос: а почему вообще тела начинают светиться при нагревании? Чем испускается этот свет? Очевидно, составными частями тел - атомами и молекулами. Повышение температуры вызывает более интенсивное движение молекул. Они начинают сильнее сталкиваться друг с другом, быстрее колебаться после ударов и при этих весьма частых колебаниях испускать свет. Так говорила старая физика. Но почему же тогда тела, пусть хоть и слабо, но не светятся при комнатной температуре? Ведь и при этой температуре не прекращаются движение и столкновения молекул! Объяснение пришлось оставить.

Когда в 1889 году английский ученый Томсон создал первую модель атома, разгадка свечения тел казалась близкой. В этой модели принималось, что атомы представляют собой облака положительного заряда, в которых плавают компенсирующие этот заряд отрицательные электроны. Электроны притягиваются положительными облаками и тормозят свое движение.

открыть спойлер
Но, согласно классической физике, заряженные частицы при замедлении их движения обязательно должны испускать электромагнитное излучение. Это излучение и есть, видимо, тот свет, который испускается нагретыми телами. Что ж, на первый взгляд такое объяснение может показаться правдоподобным. Чем сильнее нагрето тело, тем энергичнее движутся электроны в его атомах, тем резче они тормозятся притяжением облаков положительного заряда, тем интенсивнее их излучение.

Все это могло бы быть так, если бы электроны, излучая, не расходовали свою энергию. Но, испуская свет, электроны должны чрезвычайно быстро тормозиться. Спустя ничтожные доли секунды они должны были бы полностью "завязнуть" в положительных облаках, как изюм в пудинге.

Объяснения не получилось. Проходит несколько лет, и становится все более очевидным, что томсоновская модель атома неверна и в других отношениях! На слишком многие вопросы она не дает ответа, и прежде всего на тот, Почему электроны не сливаются с положительным облаком, полностью нейтрализуя свой заряд. А те ответы, которые все же удается получить от этой модели, в большинстве случаев резко противоречат опыту.

И в 1911 году замечательный английский физик Эрнест Резерфорд предлагает, новую модель атома. Резерфорд бомбардировал атомы веществ открытыми незадолго до того альфа-лучами радиоактивных веществ. Уже было известно, что эти лучи состоят из положительно заряженных частиц.

Изучая картины рассеивания альфа-частиц атомами, Резерфорд вынужден был прийти к выводу, имевшему далеко идущие последствия. Рассеивание апьфа-частиц происходило так, как если бы они отталкивались не всем положительным облачком томсоновского атома, а лишь какой-то ничтожно малой частью атома, сосредоточенной где-то в его центре. Причем в этой ничтожной части атома оказывался заключенным весь его положительный заряд! Резерфорд назвал эту часть атома ядрышком. Где же в таком случае место электронов в атоме? Прежняя мысль о том, что электроны связаны с положительным зарядом в атоме электрическими силами притяжения, не подвергается сомнению. Но раз электроны существуют на известном отдалении от ядрышка, значит, должна быть какая-то сила, противодействующая электрической силе взаимного притяжения электронов и ядра.

Понятно, что эта сила должна действовать не одно мгновение. Атомы существуют достаточно длительное время, так что эта противодействующая сила явно не менее постоянна, чем сила электрического притяжения электронов и ядра.

Разумно предположить, что ею может быть центробежная сила. Она возникает, если электроны вращаются вокруг атомного ядрышка. Можно и подсчитать, достаточно ли велика она, чтобы не допустить сближения электронов с ядром. Подсчет показывает, что вполне достаточна, если электроны вращаются вокруг ядра со скоростями порядка многих десятков тысяч километров в секунду и на расстоянии от него порядка стомиллионных долей сантиметра-.

Так рождается модель атома Резерфорда. Вращение шарика на веревке, косвенным образом натолкнувшее Ньютона на мысль о тяготении планет, теперь приводит Резерфорда к остроумной и совершенно правильной, как показало будущее, мысли о "планетарном" строении атома.

Теперь можно и вернуться к прежнему вопросу о том, почему светятся тела, и поискать его разгадки в новой модели атома. Что ж, новая модель любезно предоставляет свои услуги. Движение электронов вокруг ядра является ускоренным (электроны вращаются по замкнутой кривой). Значит, должно существовать и электромагнитное излучение электронов. Классические законы равно применимы и к томсоновской и к резерфордов-ской моделям атома. Но, увы, применимы с тем же "успехом". Излучая свет, электрон расходует свою энергию! При этом он замедляет свое вращение и очень быстро, за миллионные доли секунды, должен неминуемо упасть на ядро. Совсем как спутник, который, затормозившись в атмосфере, падает на Землю. Для электрона это такая же катастрофа, как и для спутника. Смотришь, сначала один электрон упадет на ядро, потом другой, и вот прекратит существование сам атом! Но, как мы знаем, в окружающем нас мире атомы живут весьма долго и не обнаруживают желания умирать. Значит, чтобы атом мог жить, его электроны не должны тратить своей энергии, не должны излучать света. Но откуда же тогда опять-таки берется свечение тел при их нагревании?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №21  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:42 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Тепло и свет

10.jpg

Хорошо в зимний вечер посидеть у топящейся печки. Потрескивают дрова, чуть тянет дымком...

А почему, собственно говоря, тепло около печки? Горячая печка дает знать о себе уже за несколько метров. Для этого даже не нужно видеть ее топку, которая так уютно освещает комнату трепетным светом.

Печка испускает, кроме света, какие-то невидимые лучи, которые и создают ощущение тепла. Эти лучи называются тепловыми, или инфракрасными.

Осмотревшись, нетрудно убедиться в том, что тепловое излучение весьма широко распространено в природе. Излучают тепло и свет маленькая свеча, и большой костер, и огромное Солнце. Даже страшно далекие звезды посылают тепловые лучи на Землю.

Если нагретый предмет светится, то он обязательно испускает и тепловые лучи. Излучение света и тепла - процесс единый. Поэтому ученые назвали тепловым все излучение тел, возникающее при их нагревании,- и световое, и собственно тепловое.

Физики еще в прошлом веке подметили основные закономерности теплового излучения. Для вас эти закономерности не в новинку. Напомним две из них.

открыть спойлер
Во-первых, чем сильнее нагрет предмет, тем ярче он светится. Количество испускаемого им в каждую секунду излучения очень резко меняется с изменением температуры тела. Если повысить температуру предмета всего лишь втрое, то излучение будет интенсивнее почти в сто раз! Во-вторых, по мере повышения температуры тела меняется цвет его свечения. Посмотрите на кусок железной трубы, по которому бьет пламя паяльной лампы. Сначала он совершенно темный, но вот появляется слабое малиновое свечение, оно переходит в красное, затем в оранжевое, желтое. И, наконец, нагретый кусок трубы начинает испускать белый свет.

Опытный сталевар на глазок по цвету свечения довольно точно опреде: лит температуру раскаленной трубы. Он скажет, что слабый малиновый свет соответствует температуре около 500 градусов по Цельсию, желтый - уже около 800 градусов, а яркий белый - за 1000 градусов.

Физиков же не удовлетворяет лишь качественное описание явления, на глазок, им подавай точные цифры. Запись в журнале "день был холодный" говорит физику столь же мало, как любому из вас фраза "у человека было большое лицо". Вам хотелось бы, чтобы были описаны своеобразные черты этого лица - и нос, и губы, и лоб.

Физики встречались со значительным разнообразием тел и условий, в которых тела испускают тепловое излучение. Но это разнообразие условий их вовсе не устраивало. Им нужно было некоторое "стандартное" тело, на котором легче было бы устанавливать законы излучения нагретых тел. Тогда излучение света другими телами они рассматривали бы как отклонения от этого "стандарта". Вам, конечно, покажется странным такое описание: "Нос у человека был длиннее стандартного, лоб - уже, подбородок - более вытянут, глаза - зеленее обычного, но размерами меньше нормы". Физик же таким описанием остался бы только доволен. И вот почему.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №22  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:44 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Ультрафиолетовая катастрофа

У физиков есть неодолимая тяга к универсальным законам. Как только выясняется, что одно и то же явление с разных сторон описывается несколькими законами, тут же делается попытка объединить их в один общий, который охватывал бы одновременно все эти стороны.

Подобную попытку в отношении законов теплового излучения предприняли английские физики Рэлей и Джине. Полученный ими объединенный закон гласил, что интенсивность излучения, испускаемого нагретым телом, прямо пропорциональна его абсолютной температуре и обратно пропорциональна квадрату длины волны испускаемого им света.

Этот закон, казалось, хорошо соответствовал опытным данным; Но неожиданно выяснилось, что согласие существовало только для средней части видимого спектра - там, где располагаются зеленые и желтые цвета. По мере приближения к синим, фиолетовым и ультрафиолетовым лучам оно все более нарушалось.

открыть спойлер
Из закона Рэлея - Джинса следовало, что чем короче длина волны, тем большей должна быть интенсивность теплового излучения. Ничего подобного на опыте не наблюдалось. Более того, самое неприятное заключалось в том, что эта интенсивность излучения при переходе ко все более коротким волнам должна была расти совершенно неограниченно!

Но этого же не происходит! Нет, и не может быть никакого неограниченного роста интенсивности волн. Если какой-либо физический закон приводит к слову "неограниченно",- это его крах. В природе есть большое, очень большое, невообразимо большое, но нет ничего неограниченного. Не имеет границ только сама Вселенная.

Положение, создавшееся в теории излучения, физики образно окрестили "ультрафиолетовой катастрофой". Никто из них тогда, в конце девятнадцатого века, и думать не мог, что это не просто катастрофа одного, в общем-то довольно частного закона. Оказалось, что это - катастрофа всей теории, породившей этот закон,- классической физики!


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №23  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:45 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Выход из тупика найден

В чем же состояло открытие Планка? На первый взгляд, его даже трудно назвать открытием. Было два закона теплового излучения нагретых тел, порознь вполне справедливых. Объединили их в один закон - и возникла "ультрафиолетовая катастрофа". Все равно, что встретились два человека с примерно общим образом мыслей, поговорили - и договорились до "сумасшедших" вещей! Планку было уже за сорок лет. Многие годы он посвятил исследованию теплового излучения. На его глазах теория зашла в тупик, и он, как его коллеги, напряженно искал выхода из этого тупика. Уже проверен весь ход рассуждений, уже он окончательно убежден в том, что здесь не кроется ошибки. Планк ищет дальше и в другом направлении.

Никогда, много лет спустя вспоминал Планк, он не работал с таким поистине юношеским вдохновением, как в эти годы кануна нового века.

Самые невероятные вещи начинали казаться ему возможными, с упорством одержимого просчитывал Планк один вариант теории за другим.

Вначале Планком руководит довольно простая идея. Рэлей и Джине соединили два закона теплового излучения в один и получили при этом нелепый результат. Нельзя ли как-то "сшить" эти законы иначе, чтобы избежать нелепицы? Планк пробует найти для опытного материала некую общую формулу, которая бы не противоречила этому материалу. После некоторых поисков такая формула найдена. Она имеет довольно сложный вид. В нее входят выражения, которые не имеют очевидного физического смысла - так, случайная на вид комбинация не связанных друг с другом величин. Но удивительно, почему эта словно "высосанная из пальца" формула так хорошо согласуется с опытом!

открыть спойлер
Более того, из нее удается вывести и закон Стефана - Больцмана и закон Вина. А в целом - в этой формуле уже нет никаких "неограничен-ностей". Как говорят физики: формула вполне корректна. Победа? Выход из тупика? Нет, еще рано радоваться. Планк, как и подобает настоящему ученому, склонен сомневаться в ценности найденной им формулы.

Ведь если двадцать раз ткнуть пальцем в клавиши рояля, то может случайно выйти мелодия. Как доказать, что она получилась закономерно? Еще надо полученную формулу из чего-то вывести. Для науки не существует правила: победителей не судят. Судят, и еще как пристрастно! Пока не обоснован каждый шаг победителя в сражении с природой, победа не засчитывается.

И как раз здесь Планку ничего не удается. Формула не желает выводиться из законов классической физики. А с другой стороны - она прекрасно отвечает опытным данным.

Драматическое положение! На чью сторону станет Планк? На сторону классической теории против фактов или же вместе с фактами против старой теории? Планк делает выбор в пользу фактов.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №24  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:46 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Визитные карточки атомов

А пока что молодой датский физик Нильс Бор попытался применить малоизвестные представления о квантах к такой заслуженной уже в то время области науки, как спектроскопия. Число работ в этой области к началу двадцатого века исчислялось многими сотнями. Спектральный анализ шагал семимильными шагами, оказывая огромные услуги химии, астрономии, металлургии и другим наукам. ( Открытием спектров мы обязаны многогранному гению Ньютона. Но спектральный анализ родился лишь век назад. В 1859 году выдающийся немецкий химик Бунзен повторил старый опыт Ньютона, поставившего стеклянную призму на пути солнечных лучей и разложившего их в спектр. В опыте Бунзена роль Солнца играла горящая тряпочка, смоченная в растворе соли. Ньютон обнаружил, что луч солнечного света растягивается в разноцветную полосу. Бунзен никакой полоски не увидел. В том случае, когда на тряпочке была поваренная соль, он нашел в спектре только несколько узеньких линий - и ничего больше. Среди этих линий была яркая желтая линия.

Бунзен заинтересовал этим другого крупного немецкого ученого-Кирхгофа. Оба они правильно рассудили, что роль стеклянной призмы сводится только к тому, что она "сортирует" падающие на нее лучи света по их длинам волн. Растянутая полоска солнечного спектра говорила о том, что в нем есть все длины волн видимого света. Желтая линия в случае, когда в качестве источника света использовалась горящая тряпочка, указывала на наличие в спектре поваренной соли соответствующей ей одной длины волны света.

Формула поваренной соли - NaCl - хорошо известна. Какому же из элементов - натрию или хлору - принадлежала желтая линия? Проверить это оказалось очень легко. Натрий в поваренной соли можно заменить водородом. Тогда получится хлористый водород НС1, который при растворении в воде дает соляную кислоту. Смочили тряпочку в соляной кислоте, поместили ее в пламя газовой горелки и снова сняли спектр.

открыть спойлер
Желтая линия бесследно исчезла. Значит, она принадлежала натрию.

Это проверили еще раз. Взяли другое вещество, в котором на сей раз не было хлора, но присутствовал натрий,- едкий натр NaOH. В спектре его сразу же заметили знакомую линию. Сомнений не оставалось. В какое бы вещество ни входил натрий, он всюду приносил с собой свою "визитную карточку"- яркую желтую спектральную линию.

Позже выяснилось, что натрий в этом отношении - не исключение. Каждый химический элемент имеет свой, характерный для него, и только для него, спектр. Эти спектры были, как правило, посложнее натриевого - состояли не из одной, а порой из очень многих линий. Но в какое бы соединение ни входил элемент, в каких бы веществах ни находились его атомы,- его спектр всегда можно отличить. Так иногда по фотографии, сделанной в юности, мы можем узнать человека много лет спустя.

Можно было бы искать в толпе человека, проверяя паспорта у всех подряд, как это делают химики, выискивая в образцах элементы химическими методами анализа. Гораздо проще искать человека по его фотографии. Именно так и ищут элементы с помощью спектрального анализа. Причем находят там, где до "паспорта" элемента никак не дотянуться, не пощупать химическими методами,- например, на Солнце и других звездах, в раскаленных доменных печах, в плазме.

Разумеется, чтобы найти всех нужных людей, надо обладать достаточным количеством их фотографий. Сегодня известно чуть больше сотни химических элементов. Почти на всех них уже давно заведены "фотокарточки" их характерных спектров.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №25  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:47 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
11.jpg

Вместо на глазок - точный закон

Что это за законы? Они уже упоминались выше. Но - "на глазок". Сформулируем их теперь на языке физики.

Первый из них гласит, что излучательная способность абсолютно черного тела, то есть энергия, испускаемая им в виде света и тепла каждую секунду, пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры1. Этот закон открыли в конце прошлого века немецкие ученые Стефан и Больц-ман.

Второй закон гласит, что с повышением температуры абсолютно черного тела длина волны, соответствующая максимальной яркости света, испускаемого им, должна становиться все более короткой, смещаясь к фиолетовой части спектра. Этот закон получил в честь открывшего его австрийского физика название закона смещения Вина.

Итак, в распоряжении физиков оказались два универсальных закона теплового излучения, применимых решительно ко всем телам. Первый из них правильно описывает повышение яркости свечения по мере нагревания тела. Может показаться, что закон Вина плохо согласуется с наблюдениями. Ведь по мере повышения своей температуры тело испускает все более белый цвет. Белый, а не фиолетовый!

открыть спойлер
Но присмотримся к этому получше. Закон Вина говорит лишь о цвете, соответствующем максимальной яркости излучения света, и ничего больше. Он молчаливо полагает, что наряду с этим излучением остаются уже начавшиеся раньше, при меньшей температуре, излучения с большей длиной волны, то есть другого цвета. При нагреве тела его излучение расширяет свой спектральный состав, словно сдергивается ширма с тех участков спектра, которые дотоле в нем не проявлялись. И в результате, при достаточно высокой температуре, возникает полный видимый спектр свечения.

Это похоже на то, как один за другим вступают инструменты оркестра, берущие все более высокие ноты. И вот, наконец, оркестр зазвучал в могучем аккорде - от глубоких "красных" басов тромбонов до высочайших "фиолетовых" пронзительных звуков флейт! А одновременно "звучащий" полный спектр - это и есть белый свет. С правильностью закона Вина все в порядке. Но природа нанесла удар исследователям теплового излучения - и совсем на другом фронте.

Температуры, отсчитываемой не от 0 градусов по Цельсию, а от так называемого абсолютного нуля, лежащего примерно на 273 градуса ниже.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Сообщение №26  СообщениеДобавлено: 05 фев 2014, 10:49 
Аватара пользователя
Не в сети

Зарегистрирован: 09 ноя 2012, 14:24
Сообщения: 1091
Имя: Михаил
Пол: мужской
Город: родной
Возбужденные атомы

Однако шарик не хочет уходить из рассказа. Вот он лежит на земле и спрашивает невинно: "Почему я не падаю?" А куда ему, собственно говоря, падать? Вот если сбросить его с лестницы, он будет падать.

В положении этого шарика оказывается атомный электрон при невысокой температуре. Ему некуда прыгать. Он находится на самой близкой к ядру орбите, откуда только один путь - в ядро. Путь, понятное дело, столь же невозможный, как для шарика-провалиться сквозь землю.

Энергия электрона на этой орбите оказывается наименьшей. Из нее он уже не может ничего потерять. А значит - не может и излучать свет.

Выходит, сначала электрон должен очутиться на далекой от ядра орбите, откуда он сможет перепрыгнуть на более близкую к ядру. Как же электрон попадает на далекую орбиту? А как шарик оказывается на верху лестницы? Его перенесли туда, то есть сообщили ему некоторую энергию.

Точно так же забросить электрон на далекую орбиту можно, лишь сообщив ему какую-то энергию. Впрочем, "какую-то"- не то слово. Электрону надо передать энергию не меньше, чем разница в энергиях между орбитой, на которой он был, и орбитой, на которой он окажется.

открыть спойлер
Сообщить эту энергию электрону можно по-разному. Чаще всего такая передача происходит, когда в результате теплового движения один атом, разогнавшись или раскачавшись, достаточно энергично "ударит" по другому. При комнатной температуре такие удары не редкость, но на атомные электроны они не производят никакого впечатления. Слишком мала энергия удара. Другое дело - температура в сотни и тысячи градусов. Тут при ударах электрону уже передается энергия, достаточная для его прыжка.

И вот электрон оказывается на удаленной орбите. Волнения, казалось бы, окончились, и электрон может сколь угодно долго крутиться по этой орбите вокруг ядра. Но нет: осесть надолго на новой орбите электрон не может. Не дает ядро. Оно стремится притянуть к себе обратно удравший электрон, и тот покорно повинуется. Следует прыжок электрона в глубь атома,- и на свет появляется фотон. Тот самый фотон, который, попавшись на глаза, заставляет нас сказать: "тело светится".

Да, тело начало испускать свет. Продолжаем поднимать температуру и смотрим, что будет дальше. Тепловое движение атомов становится все более энергичным, все чаще и энергичнее они ударяют друг по другу. Все меньше времени электрон может провести спокойно на самой глубокой своей орбите. Все чаще атомы приходят в состояние, образно названное физиками "возбужденным". Все чаще они после этого возвращаются в "нормальное" состояние, чтобы тут же снова покинуть его.

Фотоны начинают рождаться уже не единицами, а тысячами и миллионами в секунду. Тоненький их ручеек по мере повышения температуры быстро превращается в могучий поток (вспомним закон Стефана-Больц-мана).

Но растет не только число фотонов. Растет и длина электронных прыжков. Первые робкие перескоки на соседние орбиты и обратно сменяются рекордными прыжками на удаленные от ядра орбиты. И, прыгая назад, электроны рождают все более энергичные фотоны. А мы уже знаем, что чем выше энергия фотона, тем больше его частота и тем меньше длина волны. Свет становится не только более ярким, но и приобретает все более "фиолетовые" цвета (вспомните закон смещения Вина).

Так теория Бора смогла сразу объяснить основные законы теории теплового излучения и спектроскопии. После этого ее огромного успеха квантовая природа света, квантовый характер процессов в атомах стали совершенно очевидными. Прошло немного времени, и это было признано большинством ученых.


Источник: http://evosfera.ru/


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 26 ]  На страницу Пред.  1, 2

Текущее время: 16 дек 2018, 15:42

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

Вы не можете начинать темыВы не можете отвечать на сообщенияВы не можете редактировать свои сообщенияВы не можете удалять свои сообщенияВы не можете добавлять вложения
Перейти: