Бул макалада Планктын гипотезасы эмне экени, аны ким жаратканы жана анын заманбап илимдин өнүгүшү үчүн канчалык маанилүү болгону түшүндүрүлөт. Бүткүл микродүйнө үчүн кванттоо идеясынын мааниси да көрсөтүлгөн.
Смартфон жана кванттык физика
Бизди курчап турган заманбап дүйнө жүз жыл мурун тааныш болгон бардык нерселерден технология жагынан абдан айырмаланат. Мунун баары 20-кылымдын башында илимпоздор тоскоолдуктарды жеңип, эң кичине масштабдагы зат үзгүлтүксүз эмес экенин түшүнүшкөндүктөн гана мүмкүн болду. Ал эми бул доорду эң сонун инсан Макс Планк анын божомолу менен ачкан.
Планктын өмүр баяны
Физикалык константалардын бири, кванттык теңдеме, Германиядагы илимий коом, астероид, Айдагы кратер, космостук телескоп анын аты менен аталган. Анын сүрөтү монеталарга рельефтүү түшүрүлүп, маркаларга жана банкнотторго басылган. Макс Планк кандай адам болгон? Ал он тогузунчу кылымдын ортосунда немис ак сөөктөрдүн үй-бүлөсүндө төрөлгөн. Анын ата-бабаларынын арасында көптөгөн жакшы юристтер жана чиркөөнүн кызматчылары болгон. М. Планк жакшы билим алган, бирок аны кесиптеш физиктер тамашалап "өзүн-өзү үйрөткөн" деп аташкан. Окумуштуу өзүнүн негизги билимин андан алганкитептер.
Планктын гипотезасы анын теориялык жактан жасаган божомолунан келип чыккан. Илимий ишмердүүлүгүндө «Илим биринчи орунда» деген принципти карманган. Биринчи дүйнөлүк согуш учурунда Планк Германияга каршы чыккан өлкөлөрдүн чет өлкөлүк кесиптештери менен байланышты сактоого аракет кылган. Фашисттердин келиши аны чоң илимий коомчулуктун директору кызматында таап, окумуштуу өз кызматкерлерин коргоого аракет кылып, режимден качкандарга чет өлкөгө кетүүгө жардам берген. Ошентип, Планктын гипотезасы аны урматтаган жалгыз нерсе эмес. Бирок ал Гитлерге каршы эч качан ачык айткан эмес, кыязы, өзүнө гана зыян келтирбестен, ага муктаж болгондорго жардам бере албасын түшүндү окшойт. Тилекке каршы, көптөгөн физиктер М. Планктын бул позициясын кабыл албай, аны менен кат алышууну токтотушкан. Анын беш баласы бар, атасынан эң кичүүсү гана аман калган. Улуу уулун Биринчи, ортончусун Экинчи Дүйнөлүк Согуш алып кеткен. Эки кызы тең төрөттөн аман калган эмес. Ошол эле учурда, замандаштары Планк үйдө гана өзү болгонун белгилешкен.
Кванталардын булагы
Окумуштуу мектептен эле термодинамиканын экинчи мыйзамына кызыккан. Анда мындай дейт: ар кандай процесс башаламандыктын күчөшү жана энергиянын же массанын жоголушу менен гана жүрөт. Ал термодинамикалык системада гана көбөйө турган энтропия жагынан аны биринчилерден болуп формулировкалаган. Кийинчерээк дал ушул эмгек Планктын атактуу божомолун түзүүгө алып келген. Ал ошондой эле математика менен физиканы ажыратуу салтын киргизип, практикалык жактан акыркысынын теориялык бөлүмүн түзгөндөрдүн бири болгон. Анын алдындабардык табигый илимдер аралашып, эксперименттер алхимиядан дээрлик айырмаланбаган лабораторияларда жеке адамдар тарабынан жүргүзүлгөн.
Кванттык гипотеза
Электромагниттик толкундардын энтропиясын осцилляторлор менен изилдеп, андан эки күн мурун, 1900-жылдын 19-октябрында алынган эксперименталдык маалыматтарга таянуу менен Планк башка илимпоздорго кийинчерээк анын ысымы менен атала турган формуланы сунуштады. Ал энергияны, толкун узундугун жана радиациянын температурасын байланыштырган (толугу менен кара дене үчүн чектөөчү учурда). Кийинки түнү анын кесиптештери Рубенстин жетекчилиги астында бул теорияны ырастоо үчүн эксперименттерди уюштурушту. Жана ал туура эле! Бирок бул формуладан келип чыккан гипотезаны теориялык жактан негиздөө жана ошол эле учурда чексиздик сыяктуу математикалык кыйынчылыктарды болтурбоо үчүн Планк энергия мурда ойлогондой үзгүлтүксүз агымда эмес, өзүнчө бөлүктөрдө бөлүнүп чыгаарын моюнга алууга аргасыз болгон (Э.=hν). Бул ыкма катуу дене жөнүндө болгон бардык идеяларды жок кылды. Планктын кванттык гипотезасы физикада төңкөрүш жасады.
Квантташтыруунун натыйжалары
Окумуштуу алгач өзүнүн ачылышынын маанилүүлүгүн түшүнгөн эмес. Ал чыгарган формула бир аз убакытка чейин эсептөө үчүн математикалык операциялардын санын кыскартуунун ыңгайлуу жолу катары гана колдонулган. Ошол эле учурда Планк да, башка илимпоздор да Максвеллдин үзгүлтүксүз теңдемелерин колдонушкан. Бир гана уят нерсе - физикалык маани берүү мүмкүн эмес болгон туруктуу ч. Кийинчерээк ганаАльберт Эйнштейн менен Пол Эренфест радиоактивдүүлүктүн жаңы кубулуштарын түшүнүп, оптикалык спектрлердин математикалык негиздемесин табууга аракет кылып, Планктын гипотезасынын маанисин түшүнүшкөн. Энергияны кванттоо формуласы биринчи жолу берилген доклад жаңы физиканын доорун ачты дешет. Эйнштейн, кыязы, анын башталышын биринчи тааныган. Демек, бул да анын эмгеги.
Квантталган эмне
Баардык элементардык бөлүкчөлөр ала турган абалдын баары дискреттик. Тузактагы электрон белгилүү деңгээлде гана болушу мүмкүн. Атомдун дүүлүгүүсү, ошондой эле карама-каршы процесс - эмиссия да секириктерде болот. Ар кандай электромагниттик өз ара аракеттенүү - бул тиешелүү энергиянын кванттарынын алмашуусу. Адамзат атомдун энергиясын энергия деңгээлинин дискреттүүлүгүн түшүнүү аркасында гана ооздуктады. Эми окурмандарда Планктын гипотезасы эмнеде жана анын азыркы дүйнөгө, демек, ар бир адамга тийгизген таасири кандай деген суроо жаралбайт деп үмүттөнөбүз.
