Cтраница 3
В рамках квантовых представлений параметрическое усиление есть стимулированный аналог параметрической люминесценции - присутствие волн 1, 2 увеличивает вероятность распада фотона ЙЫз в тем большей степени, чем больше интенсивность этих волн. Другими словами, параметрическое усиление и параметрическая люминесценция находятся в такой же связи, как вынужденное и спонтанное испускание фотона возбужденными квантовыми системами. Следует подчеркнуть, что существование спонтанного аналога у вынужденного радиационного процесса отнюдь не специфично для рассмотренных выше процессов, но представляет собой общий тезис квантовой теории излучения. [31]
Исходя из квантовых представлений Планком впервые была получена универсальная формула, описывающая излучение абсолютно черного тела во всей области длин волн от нуля до бесконечности. [32]
Исходя из квантовых представлений, легко понять, что свет может вызвать такие химические превращения вещества, которые в обычных условиях требовали бы весьма высокой температуры. Действительно, комнатной температуре 290 К отвечает энергия поступательного движения молекул, равная 3kT / 2 0 4 эВ 6 4 - 10 - 20Дж, в то время как энергия фотона зеленой области спектра ( v6 1014 Гц) равна e / iv - 2 5 эВ 4 1Q - 19 Дж. Таким образом, поглощение фотона видимого излучения эквивалентно нагреванию до многих тысяч градусов. Понятно также, что чем короче длина волны излучения, тем оно должно быть химически более активным. Излучение меньших частот не будет химически активным. [33]
Полученное из квантовых представлений выражение для е не должно противоречить формуле Планка (1.7), находящейся в полном соответствии с экспериментом. [34]
Итак, согласно квантовым представлениям какая-либо частица, например молекула газа в сосуде, ведет себя так, что ее вероятность пребывания в каком-либо месте определяется поведением стоячей волны, а энергия частицы является квантованной. [35]
Наряду с квантовыми представлениями до сих пор в спектроскопии находит широкое применение классическая теория поглощения и излучения, позволяющая во многих случаях достаточно наглядно и просто описать, а иногда и объяснить изучаемые явления. [36]
Рассмотрим некоторые основы современных квантовых представлений о сверхтекучести гелия II. Прежде всего следует сказать, что только квантовая теория объяснила, почему именно гелий является единственной незамерзающей жидкостью при очень низких температурах и нормальном давлении. Квантовая теория показывает, что, в отличие от классических представлений, при любой как угодно низкой температуре вещества ( в том числе и при Т 0) существуют нулевые колебания атомов и молекул. Им соответствует некоторая нулевая энергия, которую невозможно отнять у вещества. Ответ на вопрос о том, остается ли вещество вблизи абсолютного нуля жидким или твердым, зависит от того, что играет определяющую роль - межмолекулярное притяжение, вызывающее образование кристаллической решетки, или нулевые колебания, препятствующие этому образованию. [37]
С точки зрения микроскопических, квантовых представлений излучение может рассматриваться как совокупность огромного числа фотонов различной частоты, движущихся по всевозможным направлениям. С этих позиций поле излучения может быть охарактеризовано исходя из функции распределения частиц, как это обычно делается в статистической физике. [38]
Хотя такая смесь классических и квантовых представлений может показаться неудовлетворительной, тем не менее аналогичный результат получается при решении волнового уравнения и учете граничных условий. [39]
Объяснить с точки зрения квантовых представлений тот факт, что антистоксовы линии колебательных спектров комбинационного рассеяния света значительно слабее по интенсивности, чем стоксовы линии. Почему при повышении температуры рассеивателя значительно возрастает интенсивность антистоксовых линий, в то время как интенсивность стоксовых линий почти не меняется. [40]
Данного явления, привлекая квантовое представления лишь в тех случаях, когда без них невозможно обойтись. [41]
Физика микромира с ее квантовыми представлениями дает все новые и новые сведения о неизвестных ранее свойствах времени - это и различие между необратимостью времени и его асимметрией, и физическая дискретность, атомарность времени и более специальные проблемы, например, связанные с отражением времени, за которые недавно Янг и Ли были удостоены Нобелевской премии. [42]
Чтобы понять, как связаны квантовые представления и причинность, мы должны объяснить еще второй фундаментальный закон, касающийся связи частиц и волн друг с другом. Его легко понять опять с помощью нашего примера с взрывающейся бомбой и пулеметом. Если последний стреляет не только горизонтально, но и по всем направлениям равномерно, то число пуль, а следовательно, и вероятность быть пораженным будет уменьшаться с расстоянием в том же отношении, как возрастают поверхности концентрических сфер, по которым пули распределяются равномерно. Но это в точности соответствует уменьшению энергии взрывной волны, распространяющейся от бомбы. Если мы теперь рассматриваем свет, распространяющийся из небольшого источника, мы непосредственно сознаем, что в корпускулярном аспекте число фотонов будет уменьшаться с расстоянием точно так же, как это происходит с энергией волны в волновом аспекте. Я обобщил эту идею для электронов и любого другого вида частиц, утверждая, что мы должны иметь дело с волнами вероятности, которые так управляют распределением частиц, что интенсивность волны в каждой точке всегда равна вероятности найти в этой точке частицу. Это толкование было подтверждено большим числом прямых и косвенных экспериментов. Если частицы движутся не независимо, а действуют друг на друга, то теория должна несколько модифицироваться; однако для нашей цели достаточно рассмотреть простой случай. [43]
Из сказанного видно, что современные квантовые представления о свойствах света существенно отличаются от ньютоновской корпускулярной теории света. Критикуя корпускулярную теорию света, Ломоносов говорил, что в случае ее справедливости должны были бы обнаруживаться соударения световых корпускул: при пересечении световых пучков происходило бы в лучах замешательство. [44]
Из сказанного видно, что современные квантовые представления о свойствах света существенно отличаются от ньютоновской корпускулярной теории света. Интересно отметить, что эту трудность корпускулярной теории понимал М. В. Ломоносов, Критикуя корпускулярную теорию света, Ломоносов говорил, что в случае ее справедливости должны были бы обнаруживаться соударения световых корпускул: при пересечении световых пучков происходило бы в лучах замешательство. [45]