Страница:В.О.Ф.Э.М. № 611-612 (1914 г.).djvu/25

Эта страница была вычитана


нельзя сказать съ достовѣрностью. Можно было бы представить себѣ возникновеніе квантъ примѣрно такимъ образомъ, что всякій источникъ излученія можетъ испускать энергію лишь при условіи, когда ея количество будетъ не меньше нѣкоторой минимальной величины, подобно тому, напримѣръ, какъ резиновый пузырь, въ который постепенно накачиваютъ воздухъ, лопается и сразу отдаетъ свое содержимое, лишь когда масса воздуха въ немъ достигнетъ опредѣленнаго количества (кванты).

Такъ или иначе, гипотеза квантъ привела къ представленію, что въ природѣ бываютъ измѣненія, которыя совершаются не непрерывно, но на подобіе взрывовъ. Какъ всѣмъ, вѣроятно, извѣстно, это представленіе значительно выиграло въ наглядности, благодаря открытію и подробному изслѣдованію радіоактивныхъ явленій. Вообще же всѣ затрудненія, встрѣчаемыя на пути къ точному выясненію вопроса, пока стушевываются передъ тѣтъ обстоятельствомъ, что гипотеза квантъ успѣла уже дать результаты, которые лучше всѣхъ прежнихъ теорій согласуются съ произведенными до сихъ поръ измѣреніями излученія.

Но больше того. Весьма счастливымъ предзнаменованіемъ для гипотезы кванта, какъ и вообще для всякой новой гипотезы, является то обстоятельство, что она подтверждается и въ тѣхъ областяхъ, которыхъ она первоначально вовсе не имѣла въ виду. Здѣсь я приведу только одинъ весьма замѣчательный примѣръ. Съ тѣхъ поръ какъ удалось получить въ жидкомъ состояніи воздухъ, водородъ и гелій, для опытнаго изслѣдованія низкихъ температуръ открылось новое обширное поле, и за короткое время здѣсь удалось уже получить рядъ новыхъ весьма поразительныхъ результатовъ. Чтобы нагрѣть кусокъ мѣди отъ −250° до −249°, т. е. на 1°, нужно затратить не такое же количество теплоты, какъ для нагрѣванія мѣди отъ 0° до 1°, но примѣрно въ 30 разъ меньшее. Если же начальная температура мѣди была бы еще ниже, чѣмъ −250°, то и соотвѣтственное количество теплоты было бы еще во много разъ меньше, и нельзя указать границы этому уменьшенію. Этотъ фактъ рѣзко противорѣчитъ не только всѣмъ обычнымъ представленіямъ, но также и требованіямъ классической теоріи. Въ самомъ дѣлѣ, хотя мы уже больше ста лѣтъ тому назадъ научились точно различать температуру отъ количества теплоты, однако, кинетическая теорія матеріи привела къ заключенію, что эти двѣ величины, если и не точно пропорціональны, то, по крайней мѣрѣ, измѣняются до извѣстной степени параллельно.

Гипотеза квантъ вполнѣ выяснила этотъ трудный вопросъ и, кромѣ того, она при этомъ случаѣ привела еще и къ другому весьма важному результату, а именно, что силы, которыми вызываются тепловыя колебанія въ твердомъ тѣлѣ, совершенно такого же рода, какъ и силы, производящіе упругія колебанія. Такимъ образомъ, теперь мы съ помощью гипотезы квантъ имѣемъ возможность по упругимъ свойствамъ одноатомнаго тѣла опредѣлить количественно его тепловую энергію для различныхъ температуръ, — т. е. рѣшена задача, которая классической теоріи была совершенно не по плечу. Отсюда возникъ далѣе цѣлый рядъ другихъ, на первый взглядъ весьма странныхъ вопросовъ, напримѣръ, о томъ, не совершаются ли и колебанія звуча-

Тот же текст в современной орфографии

нельзя сказать с достоверностью. Можно было бы представить себе возникновение квантов примерно таким образом, что всякий источник излучения может испускать энергию лишь при условии, когда ее количество будет не меньше некоторой минимальной величины, подобно тому, например, как резиновый пузырь, в который постепенно накачивают воздух, лопается и сразу отдает свое содержимое, лишь когда масса воздуха в нем достигнет определенного количества (кванта).

Так или иначе, гипотеза квантов привела к представлению, что в природе бывают изменения, которые совершаются не непрерывно, но наподобие взрывов. Как всем, вероятно, известно, это представление значительно выиграло в наглядности, благодаря открытию и подробному исследованию радиоактивных явлений. Вообще же все затруднения, встречаемые на пути к точному выяснению вопроса, пока стушевываются перед тем обстоятельством, что гипотеза квантов успела уже дать результаты, которые лучше всех прежних теорий согласуются с произведенными до сих пор измерениями излучения.

Но больше того. Весьма счастливым предзнаменованием для гипотезы кванта, как и вообще для всякой новой гипотезы, является то обстоятельство, что она подтверждается и в тех областях, которых она первоначально вовсе не имела в виду. Здесь я приведу только один весьма замечательный пример. С тех пор как удалось получить в жидком состоянии воздух, водород и гелий, для опытного исследования низких температур открылось новое обширное поле, и за короткое время здесь удалось уже получить ряд новых, весьма поразительных результатов. Чтобы нагреть кусок меди от −250° до −249°, то есть на один градус, нужно затратить не такое же количество теплоты, как для нагревания меди от нуля до одного градуса, но примерно в тридцать раз меньшее. Если же начальная температура меди была бы еще ниже, чем −250°, то и соответственное количество теплоты было бы еще во много раз меньше, и нельзя указать границы этому уменьшению. Этот факт резко противоречит не только всем обычным представлениям, но также и требованиям классической теории. В самом деле, хотя мы уже больше ста лет тому назад научились точно различать температуру от количества теплоты, однако, кинетическая теория материи привела к заключению, что эти две величины, если и не точно пропорциональны, то по крайней мере изменяются до известной степени параллельно.

Гипотеза квантов вполне выяснила этот трудный вопрос и, кроме того, она при этом случае привела еще и к другому весьма важному результату, а именно, что силы, которыми вызываются тепловые колебания в твердом теле, совершенно такого же рода, как и силы, производящие упругие колебания. Таким образом, теперь мы с помощью гипотезы квантов имеем возможность по упругим свойствам одноатомного тела определить количественно его тепловую энергию для различных температур, — то есть решена задача, которая классической теории была совершенно не по плечу. Отсюда возник далее целый ряд других, на первый взгляд весьма странных вопросов, например, о том, не совершаются ли и колебания звуча-