プランク定数は概念的に大きな飛躍でしたか?[複製]
たとえば、水素より軽い元素がなかったり、異なる電荷の電子がなかった(電子はプランク定数の前に発見されたと思います)が、1つの電荷だけであり、それが最小の電荷であったことが観察されたに違いありません。それで、エネルギー自体が最小のパケットで入ってくることを想像することは大きな驚きでしたか、それともすでに理論化された何かの確認でしたか?
回答
与えられた周波数の光のエネルギーを光子に量子化することは、古典物理学からの本当に大きな飛躍でした。
第一に、原子や電子を含む素粒子のアイデアは、量子力学とほぼ同時に開発されていました。したがって、質問の前提は完全には正しくありません。電子は1897年にJJトンプソンによって発見され、1913年にミリカンによって電荷が発見されました。一方、黒体放射に関するプランクの論文は1900年に発表されました。
しかし、単位電荷を持つ電子の存在を当然のことと思っていても、エネルギーの量子化はさらに別の大きな概念上の飛躍です。マクスウェルの電磁気学の古典理論は、点電荷を非常に簡単に組み込むことができます$^\star$、そしてなぜ電荷が電子電荷の単位で来るべきかを説明していなくても、単位電荷があることに論理的な問題はありません。
ただし、マクスウェルの方程式は、電磁波のエネルギーが波の振幅に比例し、振幅が連続的な量であるという非常に確固たる予測を行います。再現する方法はありません$E=\hbar \omega$古典電磁気学の中で; 加速する電荷は電磁波を生成するため、特定の周波数で振動する電荷は、その振動の振幅を大きくすることで、より大きな波またはより小さな波を生成できます。古典物理学では、粒子は任意の振幅で振動する可能性があります。したがって、黒体放射を説明するために必要な、特別で(古典物理学の観点から)極端なものが実際にあります。
$^\star$ 自己力に関するモジュロ問題。これは無視します。
初期近代哲学と科学には、光の粒子説があり、ニュートンの権威もその背後にありました。 19日の終わりにc。電磁現象は、光が波であることを示しましたが、プランクの研究は別の見方を立証しているように見えました。実際、定数は数学的なトリックとして導入されました。積分は無限大に発散しますが、対応する合計は有限です。プランクは憤慨してそれに頼り、後でこれを発明したことを後悔しているとさえ言った。しかし、この見方はもっと多くのことを説明しています-一度に起こり得なかった、そして起こらなかった何か:飛躍はなく、徐々に実現しただけでした。
Jammer M。、* The Conceptual Development of QuantumMechanics。* NY、2nded。を参照してください。1989年。(規模の問題もあります。量子論が存続することを認めるのに1世代以上かかりましたが、遠くから見ると革命です。)