Квант. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности

Спектральное распределение энергии излучения абсолютно черного тела. При любой заданной температуре определяет интенсивность электромагнитного излучения, испускаемого абсолютно черным телом для каждой длины волны (частоты). Иногда просто говорят: спектр абсолютно черного тела.

Спектральные линии. Система разноцветных линий на черном фоне называется эмиссионным спектром. Серия темных линий на разноцветном фоне называется спектром поглощения. Каждый элемент имеет собственный уникальный набор спектральных линий излучения и поглощения, образованных соответственно при испускании или поглощении фотона, когда электроны внутри атома данного элемента перепрыгивают с одного энергетического уровня на другой.

Спектроскопия. Область физики, связанная с анализом и изучением спектров поглощения и излучения.

Специальная теория относительности. Теория, построенная Эйнштейном в 1905 году, где исследуются пространственно-временные отношения, при которых скорость света остается постоянной для любого наблюдателя, как бы быстро он ни двигался. “Специальная” она потому, что не рассматривает ускоряющиеся тела и гравитацию.

Спонтанная эмиссия. Самопроизвольное испускание фотона при переходе атома из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией.

Степени свободы. Говорят, что у системы имеется n степеней свободы, если для описания всех состояний системы необходимо n координат. Каждая степень свободы соответствует независимому направлению, в котором тело может двигаться, или система может изменяться. В нашем мире материальная точка обладает тремя степенями свободы. Они соответствуют трем направлениям, в которых она может двигаться: вверх и вниз, туда и сюда, из одной стороны в другую.

Суперпозиция. Квантовое состояние, составленное из двух или большего числа других состояний. С определенной вероятностью в таком состоянии могут проявляться свойства тех состояний, из которых оно составлено. См. Кот Шредингера.

Теорема Белла. Математически доказанное Джоном Беллом в 1964 году утверждение, согласно которому любая теория со скрытыми параметрами, предсказания которой согласуются с квантовой механикой, должна быть нелокальной. См. нелокальность.

Термодинамика. Обычно так называют область физики, в которой изучается превращение тепла в какую-либо другую форму энергии, или обратный процесс превращения энергии в тепло.

Термодинамики первый закон. Внутренняя энергия изолированной системы остается постоянной. Или: энергию нельзя ни создать, ни уничтожить (закон сохранения энергии).

Термодинамики второй закон. Тепло самопроизвольно не переходит от холодных к горячим телам. Существуют разные формулировки этого закона. Одна из них такова: энтропия замкнутой системы не может уменьшаться.

Тонкая структура. Расщепление энергетического уровня или спектральной линии на несколько отдельных уровней или линий.

Угловой момент. Свойство вращающегося тела, сходное с импульсом двигающегося по прямой тела. Угловой момент тела зависит от его массы, размера и скорости вращения. Тело, совершающее орбитальное движение, тоже обладает угловым моментом, зависящим от его массы, радиуса орбиты и скорости. В мире атомов угловой момент квантуется. Он может меняться только на величину, равную целому числу постоянных Планка, деленному на 2.

Ультрафиолетовая катастрофа. В классической физике по мере увеличения частоты бесконечно возрастает спектральная плотность излучения абсолютно черного тела. На самом деле в природе ультрафиолетовой катастрофы, предсказанной классической теорией, не может быть.

Ультрафиолетовый свет. Электромагнитное излучение с длиной волны меньшей, чем у видимого фиолетового света.

Уравнения Максвелла. Выведенный Джеймсом Клерком Максвеллом в 1864 году набор из четырех уравнений, описывающий и объединяющий такие разные явления, как электричество и магнетизм, в электромагнетизм.

Уравнение Шредингера. Основное уравнение волновой механики, выражающее собой одну из формулировок квантовой механики. Это уравнение управляет движением частицы или эволюцией физической системы, определяя зависимость волновой функции от времени. Уравнение имеет вид

где m — масса частицы,

— математическая операция, которую называют “оператор дельта квадрат”, следящая за тем, как волновая функция меняется от точки к точке, V учитывает силы, действующие на частицу, i — корень квадратный из -1, /t описывает, как волновая функция меняется со временем, h — постоянная Планка, деленная на 2, произносится “h с чертой”. Имеется и другая форма этого уравнения, дающая как бы моментальный снимок происходящего. Его называют уравнением Шредингера, не содержащим времени.

Фотон. Квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света), характеризующийся энергией Е = h и импульсом р = h/, где — частота, а — длина волны излучения. Название введено американским химиком Гильбертом Льюисом в 1926 году. См. квант света.

Фотоэлектрический эффект. Испускание электронов с поверхности металла под действием электромагнитного излучения, частота которого превышает некоторое (для каждого металла — собственное) минимальное значение (длина волны меньше максимального значения), при котором фотоэлектрический эффект еще возможен.

Частота . Число полных циклов, совершаемых при вибрации или колебании системы за секунду. Частота волны — число полных длин волн, проходящих через фиксированную точку за одну секунду. Единица измерения частоты — герц (Hz, Гц). При частоте 1 герц за одну секунду совершается один цикл колебаний или через данную точку проходит одна длина волны.

Щелочные металлы. Входящие в первую группу периодической таблицы элементы, такие как литий, натрий и калий, обладающие сходными химическими свойствами.

Электромагнетизм. До второй половины XIX столетия считалось, что электричество и магнетизм — два разных явления, каждое из которых описывается своей системой уравнений. Эксперименты Майкла Фарадея позволили Джеймсу Клерку Максвеллу построить теорию, объединившую электричество и магнетизм в электромагнетизм, и описать поведение электрического и магнитного полей системой из четырех уравнений.

Электромагнитные волны. Генерируются колеблющимися электрическими зарядами. Различаются длиной волны (или, что то же самое, частотой). В пустом пространстве все электромагнитные волны распространяются с одинаковой скоростью, равной скорости света (приблизительно триста тысяч километров в секунду). Это является экспериментальным подтверждением того, что свет — электромагнитная волна.