Как мы видели, причиной «ультрафиолетовой катастрофы» является положение классической физики о том, что излучение непрерывно и поэтому его поглощение и излучение веществом может происходить порциями со сколь угодно малой энергией.
Значит, чтобы избежать «ультрафиолетовой катастрофы», необходимо было допустить, что излучению, как и веществу, свойственна дискретность, то есть что электромагнитное поле поглощается и излучается веществом отдельными порциями, причем энергия этих порций не может быть сколь угодно малой.
Именно такое предположение и сделал в 1900 году немецкий физик Макс Планк. Высказанная им гипотеза гласит:
свет излучается и поглощается веществом не непрерывно, а дискретно, то есть отдельными порциями - квантами (см. рис. 24.3), причем энергия кванта и частота излучения связаны соотношением .
Коэффициент пропорциональности назвали постоянной Планка. Измерения показали, что
Выводы, следующие из гипотезы Планка, прекрасно согласовались с опытом. Но эта гипотеза не имела серьезного теоретического обоснования, и поэтому многие ученые (в их числе - и сам Планк) рассматривали ее только как «рабочую гипотезу», удобную для того, чтобы систематизировать опытные данные.
Однако развитие науки показало, что гипотеза Планка оказалась не «рабочей гипотезой», а предвестником революции в физике. Как вы скоро увидите, она привела к рождению новой теории света и вещества - квантовой механике.
| |
Макс Планк (1858-1947) | Рис. 24.3. Свет излучается и поглощается квантами . |
Физический смысл гипотезы Планка раскрыл Альберт Эйнштейн, предположив, что свет обладает корпускулярными свойствами - то есть свойствами частиц.
Частицы света впоследствии назвали фотонами.
Предположение Эйнштейна позволило объяснить уже знакомое вам явление фотоэффекта, о чем мы подробнее расскажем в следующем параграфе.