Apakah Konstanta Planck merupakan lompatan besar secara konseptual? [duplikat]
Misalnya, harus diamati bahwa tidak ada unsur yang lebih ringan dari hidrogen atau tidak ada elektron bermuatan berbeda (saya yakin elektron ditemukan sebelum Konstanta Planck) tetapi hanya ada satu muatan dan itu adalah muatan terkecil. Jadi, apakah membayangkan bahwa energi itu sendiri datang dalam paket terkecil merupakan kejutan besar atau apakah itu konfirmasi dari sesuatu yang telah diteorikan?
Jawaban
Kuantisasi energi cahaya dari frekuensi tertentu menjadi foton adalah lompatan yang sangat besar dari fisika klasik.
Pertama, gagasan tentang atom dan partikel elementer termasuk elektron dikembangkan pada waktu yang kurang lebih sama dengan mekanika kuantum. Jadi premis pertanyaannya kurang tepat; elektron ditemukan oleh JJ Thompson pada tahun 1897, dan muatan oleh Millikan pada tahun 1913, sementara makalah Planck tentang radiasi benda hitam diterbitkan pada tahun 1900.
Tetapi bahkan jika kita menerima begitu saja keberadaan elektron dengan muatan satuan, kuantisasi energi adalah lompatan konseptual utama lainnya. Teori elektromagnetisme klasik Maxwell dapat dengan mudah menggabungkan muatan titik$^\star$, dan bahkan jika tidak menjelaskan mengapa muatan harus datang dalam satuan muatan elektron, tidak ada masalah logis dengan adanya muatan satuan.
Namun persamaan Maxwell membuat prediksi yang sangat kuat bahwa energi gelombang elektromagnetik sebanding dengan amplitudo gelombang, dan amplitudo adalah besaran kontinu. Tidak ada cara untuk mereproduksi$E=\hbar \omega$dalam elektromagnetisme klasik; karena muatan yang dipercepat menghasilkan gelombang elektromagnetik, muatan yang berosilasi pada frekuensi tertentu dapat menghasilkan gelombang yang lebih besar atau lebih kecil dengan meningkatkan amplitudo osilasinya. Dalam fisika klasik, partikel dapat berosilasi dengan amplitudo apa pun. Jadi, memang ada sesuatu yang ekstra dan (dari sudut pandang fisika klasik) ekstrim yang diperlukan untuk menjelaskan radiasi benda hitam.
$^\star$ masalah modulo tentang kekuatan diri, yang akan saya abaikan.
Dalam filsafat dan sains modern awal, ada teori korpuskuler cahaya dan otoritas Newton juga berada di belakangnya. Di akhir tanggal 19 c. Fenomena elektromagnetik menunjukkan bahwa cahaya adalah gelombang, tetapi karya Planck tampaknya membuktikan pandangan alternatif. Sebenarnya konstanta diperkenalkan sebagai trik matematika - integral menyimpang hingga tak terhingga, sedangkan jumlah yang sesuai terbatas. Planck menggunakannya dengan putus asa dan kemudian bahkan mengatakan dia menyesal telah menciptakannya. Tetapi pandangan ini menjelaskan lebih banyak - sesuatu yang tidak dapat dan tidak terjadi sekaligus: tidak ada lompatan, hanya realisasi bertahap.
lihat Jammer M., * Perkembangan Konseptual Mekanika Kuantum. * NY, edisi ke-2nd. 1989. (Ada juga masalah skala: butuh satu generasi dan lebih banyak lagi untuk mengakui bahwa teori kuantum akan bertahan, tetapi dari kejauhan itu adalah sebuah revolusi.)