Ба пайдоиши физикаи квантӣ дар аввали асри XX дар физика пайдо шудани кризисҳои калон – муаммоҳо сабаб шуд. Назарияҳои мавҷуда, аз он ҷумла назарияи Максвелл ҳам оиди ин муаммои илмии физикӣ оҷиз монданд.
Физикаи квантӣ — бахши физикаи назариявӣ, ки дар он механикаи квантӣ ва системаҳои квантӣ-майдонӣ омӯхта ва тадқиқ карда мешаванд.
Истилоҳи «квант» аз тарафи физики машҳур, яке аз поягузорони физикаи муосир Макс Планк барои тавсифи табиати афканишоти спектралии љисми мутлақ сиёҳ пешниҳод шуда, дар як давраи наонқадар тўлонӣ ба як илми мустақили дақиқ, яъне механикаи квантӣ табдил ёфт. Дар асоси фаҳмиш ва тасаввуроти имрӯзаи механикаи квантӣ якчанд бузургиҳои физикӣ назарияи квантии ҷисмҳоро тавсиф медиҳанд. Дар физикаи муосир калимаи «квант» ҳудуди муайяни истифода дошта, баъзан барои ишорат намудани зарра ё квазизарраҳои бозонии майдони таъсирот, ки онҳоро «квантҳои барагезанда» ном мебаранд, истфода карда мешавад. Мафҳуми квант дар якчанд соҳаи майдонҳои таъсирот номҳои алоҳидаро, аз он ҷумал фотон - кванти майдони электромгнитӣ, глюон - кванти майдони векторӣ (глюонӣ) дар хромодинамикаи квантӣ, ки таъсироти пурзӯрро таъмин мекунанд, гравитон - кванти майдони ҷозивавӣ , фонон - кванти ҷунбиши кристаллҳо ва ғайраҳоро доро мебошанд.
Яке аз ин афканишот аз гармӣ аст. Ҷисми аз гармӣ нурафканӣ намудаистода гармии худро ба ҷисмҳои атроф ва муҳит дода ба мувозинати термодинамикӣ, яъне ба баробаршавии ҳарорат гирифта омаданаш лозим буд. Ин принсипи асосии термодинамика аст. Лекин, ҷисми нурафканда, масалан, Офтоб ҳарораташ 6000 K бошад, ин гуна ҳодиса рӯй намедиҳад. Ингунин, энергияи афканишот дар ҳамаи дарозиҳои мавҷ ҳар хел буда, ба қонуни тақсимотии ба ҳарорати аниқ новобаста итоат мекунанд. Ин он маъноро дорад, ки ба ҳар як дарозии мавҷ ҳиссаи энергияи афканишоти рост омада ҳар хел будааст. Дар ин вобастагӣ максимуми энергияи афканишоти максималӣ ба ҳарорат вобаста буда, тибқи қонуни Вин тағйирпазир аст:
λmT=б
Дар ин ҷо: λm – дарозии мавҷи ба максимуми энергияи дар ҳарорати T афканишёфта рост меояд. b– собити Вин буда, b =2,898 · 10–3м · K аст. Қонуни ғеҷиши Вин дарозии мавҷи ба максимуми афканишоти ҷисм рост оянда, λm буда, ба ҳарорати мутлақ мутаносиби чаппа аст:
λm=б/Т
Масалан, энергияи максималии нурафкании Офтоб ба ранги сабз (λ = 470 км) рост меояд. Ин дар асоси қонуни Вин ба T = 6300 K рост меояд. Ин тақсимоти энергияи нурафканиро Релей-Ҷинс тибқи қонуни механикаи статистикӣ дараҷаи озоди энергияи молекулаҳоро дар термодинамика дар асоси қонуни тақсимот, ин тақсимотро кор карда 136 баромад. Ин фақат тақсимоти мавҷудро дар мавҷҳои дароз фаҳмонида тавонист, барои мавҷҳои қӯтоҳ бошад, ба натиҷаҳои таҷриба ва амалиёт зид омад.
Дар ибтидои асри XX яке аз муаммоҳои илмии кризис маънидод намудани хаттӣ будани спектрҳои нурафкании газҳо ва буғҳои металл буд. Инчунин, кашфи падидаи фотоэффект, фишор доштани рӯшноӣ ва пошхӯрии нурҳои рӯшноӣ дар электронҳоро физикаи классикӣ, аз он ҷумла назарияи электромагнитии Максвелл оҷиз монд.
Дар ҳалли ин муаммо физики олмонӣ М. Планк ғояи нав – зидди физикаи классикиро пешниҳод намуд. Вай нурафкании ҷисми тафсон ва фурӯбурди он бефосила набуда, балки бо порсияҳои (квантҳои) алоҳида-алоҳида рӯй доданашро пешниҳод намуд. Квант – ин энергияи минималии афканиш ё фурӯбурди ҷисм аст. Тибқи назарияи Планк, энергияи квант ба басомади рӯшноӣ мутаносиби роста аст:
E=hv
дар ин ҷо: h доимии Планк буда, h = 6,626 • 10–34 Ҷ • с Планк афканишоти ҷисм ва фурӯбурди рӯшноӣ бафосила гуфта, дар асоси вобастагии энергияи афканишот ба дарозии мавҷ қонуни тақсимотро офарид ва муаммоҳои болоиро фаҳмонида дод.
Комментарии (0)