|
|
|
|
|
§ 28. Фотоэффект. Фотоны
Гипотеза Планка«Ультрафиолетовая катастрофа»Как вы знаете из курса физики основной школы, есть три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. Напомним, что при теплопередаче энергия переходит от более нагретого тела к менее нагретому, то есть от тела, имеющего более высокую температуру, к телу с более низкой температурой. Два тела находятся в тепловом равновесии, если их температуры равны. При исследовании условий теплового равновесия вещества с излучением учёные обнаружили сильнейшее противоречие между теорией и экспериментом. Расчёты, основанные на теории Максвелла, предсказывали, что тепловое равновесие между веществом и излучением может иметь место только при абсолютном нуле температуры (-273 °С). Это означало, что любое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля, должно посредством излучения отдавать энергию электромагнитному полю до тех пор, пока тело не охладится до абсолютного нуля. Другими словами, вещество во всей Вселенной давным-давно должно было бы остыть до абсолютного нуля, отдав всю внутреннюю энергию электромагнитному полю. Опыт же неопровержимо свидетельствует, что тепловое равновесие между веществом и излучением возможно при любой температуре: оно устанавливается в результате излучения и поглощения телом электромагнитных волн (рис. 28.1).
Это «катастрофическое» несоответствие предсказаний классической физики и опыта учёные образно назвали «ультрафиолетовой катастрофой», потому что расчёты, выполненные в рамках теории Максвелла, показывали, что ответственными за это противоречие теории с экспериментом являются электромагнитные волны с очень малой длиной волны, то есть находящиеся за фиолетовой границей спектра видимого света.
|
|
|