Гипотеза Планка.

Стремясь преодолеть затруднения классической теории при объяснении излучения черного тела, М. Планк в 1900 г. высказал гипотезу, которая положила начало подлинной революции в теоретической физике. Смысл этой гипотезы заключается в том, что

Рис. 94

запас энергии колебательной системы, какой является атом с входящими в его состав электронами, не может принимать любые значения. Энергия и колебательного движения в атоме обязательно должна быть равна целому кратному некоторого определенного количества энергии.

Минимальное количество энергии, которое атом может поглотить или излучить, называют квантом энергии.

Если обозначить энергию одного кванта через то ряд значений энергии, которыми может обладать атом, запишется следующим образом:

Из закона распределения энергии (19.3) Планк нашел, что энергия кванта должна быть пропорциональна частоте колебаний:

Коэффициент пропорциональности в этом выражении носит название постоянной Планка. В СИ постоянная Планка равна

Исходя из этой новой идеи, Планк получил для распределения энергии в спектре абсолютно черного тела следующую формулу:

Этот закон хорошо согласуется с экспериментом. «Ультрафиолетовая катастрофа» снимается, потому что при росте частоты интенсивность излучения стремится к нулю, а не к бесконечности (экспонента растет значительно быстрее, чем ) Хорошее согласие теоретически полученного закона с экспериментом было основательным подтверждением квантовой гипотезы Планка, согласно которой поглощение и излучение энергии атомами происходят не непрерывным потоком, а отдельными порциями, квантами.