длинами волн
Поэтому, когда
изменяется таким образом, что в полости укладывается на одну длину волны больше, то в результате происходит лишь ничтожное изменение величины
Это позволяет выбрать интервал
столь малым, чтобы ни одна существенная физическая величина (как, например, средняя энергия) не изменялась заметно внутри этого интервала, и вместе с тем выбрать этот интервал все же достаточно большим, чтобы он включал очень много осцилляторов излучения. Это означает, что число осцилляторов можно считать условно непрерывным и ввести для него функцию плотности.
Найдем теперь число осцилляторов, заключенных в объеме
Если вообразить пространство координат
то каждому набору целочисленных значений
будет соответствовать один осциллятор. Следовательно, в единичном кубике пространства
находится один осциллятор, и поэтому плотность осцилляторов в этом пространстве равна единице. Чтобы перейти к k-пространству, воспользуемся уравнением (1.18); это дает
Для дальнейшего удобнее ввести полярные координаты в k-пространстве. Если написать
то элемент объема запишется в виде
где
элемент телесного угла. Так как мы не интересуемся направлением вектора к, то проинтегрируем по
и получим для элемента объема
тогда
Заменяя
получаем
Это выражение дает число возможных значений к в интервале от
до
Как показано в
где обсуждался смысл коэффициентов а и
существует две независимые координаты для каждого к в соответствии с двумя направлениями поляризации. Следовательно, для полного числа осцилляторов, находящихся в интервале от
до
получаем