Открытие квантового мира началось с радикального шага, который сам его основоположник назвал «актом отчаяния». Это произошло на рубеже XIX и XX веков, когда казалось, что физика почти завершена.
Макс Планк и «ультрафиолетовая катастрофа»
Немецкий физик Макс Планк, будучи студентом, слышал от профессоров, что в науке почти всё открыто. Однако, уже в зрелом возрасте, взявшись за, казалось бы, частную проблему излучения абсолютно черного тела, он совершил переворот. Существующие законы физики не могли объяснить, почему нагретые тела почти не испускают ультрафиолетового излучения — эту загадку называли «ультрафиолетовой катастрофой».
В 1900 году Планк предложил смелое решение: энергия излучается не непрерывно, а дискретными порциями — квантами. Это была чисто математическая гипотеза, не подкрепленная экспериментами, и сам ученый не до конца осознавал её революционность.
Альберт Эйнштейн и корпускулярная природа света
Ситуация изменилась в 1905 году, когда молодой Альберт Эйнштейн, исследуя фотоэлектрический эффект, пошел дальше. Он предположил, что если энергия квантуется, то и свет должен состоять из частиц — фотонов. Таким образом, свет обладал двойственной природой: волновой и корпускулярной. Эту свою работу Эйнштейн позже назвал «единственной революционной».
Альберт Эйнштейн в 1904 году. Работа над фотоэлектрическим эффектом привела его к выдвижению концепции фотона.
Нильс Бор и квантование атома
Следующий прорыв совершил датчанин Нильс Бор. Классическая физика не могла объяснить устойчивость атома: электроны, вращаясь вокруг ядра, должны были бы терять энергию и падать на него. Бор предложил модель, в которой электроны могут находиться только на строго определенных орбитах, а переход между ними сопровождается излучением или поглощением кванта света. Его расчеты блестяще совпали с экспериментальными данными.
Обратите внимание: Открыт Святой Грааль палеонтологии – самое раннее известное животное на Земле.
Луи де Бройль и универсальный дуализм
Французский физик Луи де Бройль задался фундаментальным вопросом: если свет — это и волна, и частица, то почему бы электронам и атомам не обладать волновыми свойствами? Его гипотеза, поддержанная Эйнштейном, вскоре была подтверждена экспериментально: электроны, как и свет, давали интерференционную картину. Так был установлен всеобщий корпускулярно-волновой дуализм.
Вернер Гейзенберг и границы познания
Вершиной этой революции стал принцип неопределенности, сформулированный Вернером Гейзенбергом в 1927 году. Он показал, что дуализм приводит к фундаментальному ограничению: невозможно одновременно с абсолютной точностью измерить и положение, и импульс квантовой частицы. Это не техническая погрешность, а свойство самой реальности. На квантовом уровне мир перестал быть детерминированным и привычным.
Так, за несколько десятилетий, благодаря гению Планка, Эйнштейна, Бора, де Бройля и Гейзенберга, был открыт и исследован странный, удивительный и фундаментальный квантовый мир, лежащий в основе всего сущего.
Понравилась или была полезной данная статья? Если да, то поставь лайк и подпишись ))
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Как был открыт квантовый мир.