3. Дискретность квантовых процессов.

Рассмотрим теперь некоторые экспериментальные доказательства, указывающие на необходимость введения в квантовую теорию понятия прерывных или дискретных процессов. Первое важное доказательство этого дает нам изучение фотоэлектрического эффекта. Мы уже видели, например, что все попытки объяснить фотоэлектрический эффект, как процесс непрерывной передачи энергии от поля излучения к веществу, потерпели неудачу; в то же время предположение о том, что эта передача энергии является прерывным процессом, который

совершается порциями, величиной находится в согласии со всеми опытами, относящимися к этому явлению. Кроме того, такое же предположение заключено и в гипотезе Планка, согласно которой энергия осцилляторов излучения также может иметь только дискретные значения. Таким образом, если бы передача энергии происходила непрерывно, то необходимо было бы рассматривать состояния, в которых осцилляторы излучения обладали бы частью кванта, но по гипотезе Планка такие состояния невозможны.

Как будет показано ниже, существует много других опытов, которые также требуют для своего объяснения представления о прерывности процесса передачи энергии. Сейчас мы укажем на опыт Лауренса и Бимса ([13], стр. 83), которые пытались разбить квант света на две части при помощи очень быстрого затвора, используя ячейку Керра, которая может быть активирована в течение сек. Если бы световая волна была непрерывна, как это следует по классической теории, то для применяемых интенсивностей света время прохождения полного кванта энергии было бы значительно больше, чем сек. Следовательно, можно было бы ожидать, что затвор разбивал бы кванты на более мелкие порции. Однако они нашли, что ни один квант не был разбит.

Если связать гипотезу Планка с тем фактом, что никому не удалось произвести опыта по обнаружению части кванта, то можно прийти к заключению, что квант — это неделимая порция энергии. Из неудачи всех попыток обнаружить непрерывный характер передачи энергии можно также видеть, что переход кванта от одной системы к другой является дискретным процессом. Дискретность кванта энергии и процесс передачи связаны между собой; эта связь необходима для логической самосогласованности. Таким образом, нельзя считать, что в процессе передачи кванта система проходит через последовательность промежуточных состояний, в которых энергия изменяется непрерывно. Наоборот, квантовый процесс следует рассматривать как прерывный и дискретный акт. Квантовый переход является одним из основных свойств вселенной и его нельзя описать с помощью каких-то других процессов. Его можно назвать элементарным процессом, так же как протон и электрон называют элементарными частицами, потому что они не могут быть построены из других частиц.