Planck's Constant kavramsal olarak büyük bir sıçrama mıydı? [çiftleme]
Örneğin, hidrojenden daha hafif bir element olmadığı veya farklı yüklü elektronların olmadığı (elektronun Planck Sabitinden önce keşfedildiğine inanıyorum), ancak yalnızca bir yük olduğu ve bunun en küçük yük olduğu gözlemlenmiş olmalıdır. Öyleyse, enerjinin kendisinin en küçük bir pakette geldiğini hayal etmek büyük bir sürpriz miydi yoksa zaten teorize edilmiş bir şeyin doğrulanması mıydı?
Yanıtlar
Belirli bir frekanstaki ışığın enerjisinin fotonlara nicemlenmesi, klasik fizikten gerçekten çok büyük bir sıçramaydı.
İlk olarak, atomlar ve elektronlar dahil temel parçacıklar hakkındaki fikirler, kuantum mekaniğiyle aşağı yukarı aynı zamanda geliştiriliyordu. Dolayısıyla sorunun dayanağı tam olarak doğru değil; Elektron 1897'de JJ Thompson tarafından keşfedildi ve 1913'te Millikan tarafından yüklenirken, Planck'ın siyah cisim radyasyonuyla ilgili makalesi 1900'de yayınlandı.
Ancak birim yüklü bir elektronun varlığını doğal kabul etsek bile, enerjinin nicelleştirilmesi bir başka önemli kavramsal sıçramadır. Maxwell'in klasik elektromanyetizma teorisi, nokta yüklerini çok kolay bir şekilde birleştirebilir.$^\star$ve yüklerin neden elektron yükünün birimleri halinde gelmesi gerektiğini açıklamasa bile, birim yük olmasıyla ilgili mantıksal bir sorun yoktur.
Bununla birlikte, Maxwell denklemleri, bir elektromanyetik dalganın enerjisinin dalganın genliği ile orantılı olduğu ve genliğin sürekli bir miktar olduğu konusunda çok kesin bir tahminde bulunur. Çoğalmanın bir yolu yok$E=\hbar \omega$klasik elektromanyetizma içinde; Hızlanan yükler elektromanyetik dalgalar ürettiğinden, belirli bir frekansta salınan bir yük, salınımının genliğini artırarak daha büyük veya daha küçük dalgalar üretebilir. Klasik fizikte, parçacıklar herhangi bir genlikte salınabilir. Bu nedenle, kara cisim radyasyonunu açıklamak için gerçekten fazladan ve (klasik fizik açısından) aşırı bir şey gerekiyor.
$^\star$ görmezden geleceğim öz kuvvetle ilgili modulo sorunları.
Erken modern felsefe ve bilimde, cisimci bir ışık teorisi vardı ve Newton'un otoritesi de onun arkasındaydı. 19'uncu c. elektromanyetik fenomen, ışığın bir dalga olduğunu gösterdi, ancak Planck'ın çalışması alternatif görüşü doğruluyor gibi görünüyordu. Aslında sabit, matematiksel bir numara olarak tanıtıldı - bir integral sonsuza uzaklaşırken karşılık gelen toplam sonludur. Planck buna öfkeyle başvurdu ve daha sonra bunu icat ettiğine pişman olduğunu söyledi. Ancak bu görüş çok daha fazlasını açıklıyor - bir anda olamayan ve olmayan bir şey: hiçbir sıçrama vardı, sadece kademeli bir farkındalık.
bkz. Jammer M., * The Conceptual Development of Quantum Mechanics. * NY, 2nd ed. 1989. (Bir ölçek sorunu da var: Kuantum teorisinin kalacağını kabul etmek bir nesilden fazlasını aldı, ancak uzaktan bu bir devrimdir.)