質問:
プランクの光の量子化とアインシュタインの量子化の違いは何ですか?
Quantum spaghettification
2015-04-30 20:30:10 UTC
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黒体放射の説明において、プランクは、電荷によって吸収または放出できるエネルギーが量子化されている、つまり、特定の量のエネルギーしか吸収または放出できないと仮定しました。しかし、光子を仮定したのはアインシュタインでした。これに関連して2つの質問があります:

  1. プランクはこれらのエネルギーが波束で伝わったと思いましたか(そうでない場合はどのように)?そして、なぜ彼の光のエネルギーの量子化はアインシュタインの光の量子化と異なるのですか?
  2. ol>
  1. プランクがEMのエネルギーを考えた場合プランク定数の周波数の倍数ではない放射線が存在する可能性があります。これらの1つが、彼によれば特定のエネルギーの光しか吸収できない電荷と相互作用した場合はどうなるでしょうか。彼はこの放射線に何が起こると思いましたか?
  2. ol>
アインシュタインの啓示は、電磁波自体が量子化されたということだったと思います。つまり、新しい光子量子です。一方、プランクは電磁波が連続波であると想定しましたが、説明のつかない理由で、モデル内の発振器だけに量子化の仕事を割り当てました。つまり、EM波から受け取ったのは量子化されたエネルギーのみであり、再放射しかできませんでした。量子化されたエネルギー。
@K7PEHはこれが助けてくれてありがとう、em波エネルギー$ E_q + y $が発振器で下品だとしましょう。そして、$ E_q $は、他の$ y $量のエネルギーに何が起こるかを吸収できる「量子化されたエネルギー」でした。 P.S.アインシュタインが$ y $のエネルギーはあり得ないと言ったことから、私はプランクがどうなると思ったかを探しています。
@K7PEHプランクが、光は粒子からの放出からのみ生成できること、したがって、光は発振器だけでなく量子化されたエネルギーを持っている必要があることを知らない限り?
上記の両方の質問は、プランクが何を考えていたかを詳しく尋ねています。そして、彼がそのレベルで何を考えていたかはわかりません。私はプランクの黒体放射の教科書の説明を読んだだけであり、しばしばこれらはそのようなより親密な情報を欠いています。
二 答え:
Conifold
2015-05-01 00:06:56 UTC
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アインシュタインとは異なり、プランクは電磁波自体を量子化せず、交換されたエネルギーのみを量子化し、さらには統計的にのみ量子化しました。したがって、他の2つの質問は、個々の量子のレベルで放出/吸収の詳細を扱っていなかったため、満足のいく答えがありません。量子は、ボルツマンの箱のように、統計的なカウントを目的とした数学的フィクションとして意図されていました。 1905年にそれらを実際の物理的実体として認めたのはアインシュタインであり、電磁波はエネルギーの量子を運ぶ波束に分裂すると仮定しました。しかし、マクスウェルの電気力学ではそのような安定したパケットが許可されていないため、これも一貫した状況ではありませんでした。アインシュタインは1911年に宣言しました私はこの概念の暫定的な性格を主張しますが、これは波動理論の実験的に検証された結果。」

プランクによる放射式の導出は複雑な問題であり、1894年に、ベルリンのフィジカリッシュ-テクニッシュライヘンシュタルトで多くの若い研究者が実施した放射実験に関心を持って始まりました。電球はありましたか?企業はプランクに黒体放射の研究を依頼しますか?何度か試みに失敗した後、プランクは1900年10月に、エネルギーの量子化なしで最終的に正しい式を導き出しました。しかし、彼の目には、根本的な洞察が欠けていました。彼は、熱力学が当時の一般的な感情であるボルツマンの統計力学よりも基本的であると考えましたが、6年間試みたにもかかわらず、熱力学から正しい式を抽出することはできませんでした。

一般に信じられていることとは反対に、プランクは黒体放射の「紫外破綻」(1911年からのエーレンフェストのニックネーム)に関心がなく、エネルギーがエーテルでますます高い周波数の波に変換されます。 、これは一般的に与えられたバックエンジニアリングの動機です。この「大惨事」は、統計力学の等分配の定理に関連しており、プランクが最初に従ったウィーンの熱力学的アプローチでは発生しません。

1900年11月にエネルギーの「量子」を使用して離散統計に移行することは「絶望の行為」であり、彼は継続的な制限を行うことで最終的にそれらを省くことを望んでいました。最後の部分はうまくいきませんでした。この Physics.SEのスレッドでは、プランクの闘争について詳しく説明しています。重要な量子は、1931年にウッドに宛てた手紙から来ています。

" ...エネルギーが最初に強制されると仮定することで、放射線へのエネルギーの継続的な損失を防ぐことができることがわかります。 これは純粋に正式な仮定であり、私は実際にはあまり考えませんでした。ただし、コストがいくらであっても、前向きな結果をもたらさなければなりません。」 (太字の鉱山)

「エネルギーが最初に特定の量子で一緒にとどまるように強制される」場合、おそらく非複数のエネルギーは発生しません。しかし、これはアインシュタインとボーアの入力のずっと後の、後の自己解釈です。 Black-Body Theory and the Quantum Discontinuity、1894-1912では、クーンは現代の証拠の調査に基づいて厄介な絵を描き、歴史家の間でコンセンサスになりました。

*プランクはUVの大惨事を心配していませんでしたか?*あなたは確かですか?
したがって、次の解釈は正しいでしょうか。プランクは、古典的な意味での光、空洞内で振動する連続的な定在波(黒体の近似)として考えられていました。エネルギーは、エネルギー$ nh \ nu $の量子のみで空洞の壁とともに伝達されます。彼は、発振器のエネルギーもEM放射自体も量子化されておらず、実際にはどのような値も取ることができないと考えていました。エネルギーの伝達のみが量子化されました。さらに、彼は放出されたemのみに関心があったため、システムに存在する可能性のある追加のem放射を考慮する理由はありませんでした...
...黒体(空洞)の壁から??
PlanckがUVの大惨事に*関心がない*とは確信していません。リンクしたphysics.SEの質問でも、この観点が採用されています。
@Danu大惨事はレイリー・ジーンズの法則でのみ発生し、プランクが気にかけなかった統計力学の等分配の「定理」が原因です。 1896年に熱力学的に導出されたウィーンの法則には、実験とは一致しませんでしたが、それはありませんでした。これはKraghからの引用です:「物語は神話であり、歴史的真実よりもおとぎ話に近い。量子論は古典物理学の失敗に起因するのではなく、プランクの熱力学への深い洞察に起因している。」http: //www.math.lsa.umich.edu/~krasny/math156_article_planck.pdfそして彼はクーンに比べて保守的です
@Josephたぶん、それは合理的な再構築のように聞こえます。プランクは、それは純粋に正式な仮定であり、あまり考えていなかったと述べています。これは、クーンの説明と一致しています。彼は、積分方程式を導出するために領域が小さな正方形に分割されているふりをするのと同じように、エネルギーが発振器上で離散的に分割されるふりをしてカウントを行っていました。境界が不規則で、いくつかの正方形がきちんと収まらないかどうかは実際には問題ではないので、1905年以降まで、交換がどのように行われるか、または発振器がどのように正確に量子化されるかについて彼が考えなかった可能性は十分にあります。
「それは1894年に電気会社が彼に最大の光と最小のエネルギーで電球を作るように依頼したことから始まりました。」これはどこから来たのですか?評判の悪い情報源でそれが繰り返されているのを見続けていますが、ベルリンで黒体放射に取り組んでいるすべての実験家(Lummer&Pringsheimなど)の代わりに、どの企業がPlanckを委託したのか、なぜ彼を委託したのかを説明する信頼できる情報源は1つも見つかりません。これがプランクの黒体放射への焦点のシフトの正しい起源であると確信していますか?
Albert Heisenberg
2016-06-21 22:03:17 UTC
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ダグラスストーンの「アインシュタインとクォンタム:ヴァリアントスワビアンの探求」を実際に読む必要があります。ストーン教授が、プランクがどのようにしてプランクの法則と名付けられたのか、そしてなぜ量子革命がプランクではなくアインシュタインで始まったのかを正確に示している限り、それは素晴らしい作品です。 T.S.を読んだ本Prof.Stone(Head of Applied Physics at Yale)の中で黒体問題と量子不連続性に関するクーンの研究、およびこの問題に関するプランクのすべての元の論文と対応、および1879年から1929年までのアインシュタインのすべての元の論文と対応は、本質的にプランクの法則が数学的ファッジファクターとして生じたと主張しています。一方ではレイリーの法則が下限にあり、もう一方のウィーンの法則は上限にあります。プランクは、熱力学の第二法則から直接公式を導き出したとプロイセン科学アカデミーに主張した後、悲惨な状況に陥っていました。彼の公式はKurlbaumのデータに適合せず、非常に有能な数学者であるPlanckは、Kurlbaumの新しいデータに適合する補間公式を単純に推測しました。

しかし、1つの問題は、それを説明できず、5秒間埋めました。アインシュタインが1905年に本格的に量子論を発表し、1906年に再び量子力学の歴史の中で最も過小評価された論文の1つ(後にウォルター・ネルンストが認めたように)を発表するまで、ヨーロッパの科学者は5年間それを再び提起しませんでした「固体の比熱について」と題された。

もちろん、皮肉なことに、QMの解釈における彼の後のスパーリングパートナーであるボーアは、実際には何年もの間量子論を信じていなかった。 「電磁気の波動モデルが試され、テストされており、反対の理論はおそらく実験に適合しません」(またはその効果のために、私は引用を掘り下げる必要がありますが、ボーアは間違いなく即座の信者ではありませんでした)。

一般相対性理論を完了した後、1917年にアインシュタインはプランクの法則とボーアの周波数規則を完全に新しい方法で再導出し(A & B係数で結晶化)、そうすることで量子論に固有のランダム性を推測します。それ以来、理論にとどまりました。

ストーンがこのトピックについて行う講義をご覧ください。非常に啓発的: http://www.grassrootstv.org/view?showID=12681

このトピックに関する最後の言葉。世論に反して、アインシュタインの革命的な物理学への進出は1905年に始まったのではなく、1902年から1903年の間に始まりました。ここで彼の型破りな天才の起源を見ることができます。彼は、第一原理から統計力学の基礎を導き出した当時の素晴らしい三部作の論文を書いた(J.W.ギブスを伝説にする作品-そしてアインシュタインは、ギブスの作品は優れていたが、ある意味では大胆ではなかった)。アインシュタインは、ドイツ語に適切に翻訳されていなかったため、当時ギブスの作品を知りませんでした。しかし、それでも、アインシュタインの光量子に関する考え方の基本と、プランクではなく彼が1905年にその光、そして実際にはすべてのエネルギーと物質が量子化されたことを飛躍させた方法を見ることができます。彼の統計力学と熱力学の完全な習得は、量子論の開発を通じて何度も何度も前面に出てきます。興味深いことです: http://faculty.poly.edu/~jbain/heat/readings/98Navarro.pdf



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