/ / Ultraviyole Felaketi: Tanım, Öz ve Yorum

Ultraviyole felaket: tanımı, özü ve yorumu

Bugün, “ultraviyole felaketi” gibi bir şeyin özünden bahsedeceğiz: bu paradoksun neden ortaya çıktığı ve çözüm yollarının olup olmadığı.

Klasik fizik

ultraviyole felaketi

Doğa bilimi dünyasında kuantumun ortaya çıkmasından önceklasik fizik hüküm sürdü. Tabii ki, matematik her zaman ana olarak kabul edildi. Ancak, cebir ve geometri çoğunlukla uygulamalı bilimler olarak kullanılmaktadır. Klasik fizik, bedenlerin ısıtıldığında, genişlediğinde ve vurulduğunda nasıl davrandığını araştırır. Enerjinin kinetikten içselliğe dönüşümünü anlatıyor, iş ve güç gibi kavramlardan bahsediyor. Bu alanda, fizikteki ultraviyole felaketinin nasıl oluştuğu sorusunun cevabı yatmaktadır.

Bir noktada, tüm bu fenomenler böyleydiDaha açık olmayacak gibi görünüyor, iyi çalışılmış! Yetenekli gençlerin matematikçilere ya da biyologlara gitmeleri gerektiği önerildi, çünkü atılımlar sadece bu bilim alanlarında mümkün oldu. Ancak ultraviyole felaketi ve teori ile uygulamanın uyumlaştırılması, bu tür fikirlerin yanlış olduğunu kanıtladı.

Termal radyasyon

Klasik fizik ve paradokslar yoktu. Örneğin, termal radyasyon, ısıtılmış gövdelerde ortaya çıkan bir elektromanyetik alanın kuantumudur. İç enerji ışığa dönüşür. Klasik fiziğe göre, ısıtılmış bir cismin radyasyonu sürekli bir spektrumdur ve maksimum sıcaklığı sıcaklığa bağlıdır: termometrenin okunması ne kadar küçük olursa, en yoğun ışık “daha ​​kırmızı” olur. Şimdi doğrudan ultraviyole felaketi denilen şeye ulaşacağız.

Terminatör ve termal radyasyon

ultraviyole felaket denir

Termal radyasyonun bir örneği ısıtılır veerimiş metaller. Endüstriyel filmler genellikle Terminator filmlerinde görünür. Desenin en dokunaklı ikinci bölümünde, demir makine, dökme demir döküm banyosuna daldırır. Ve bu gölün kırmızı bir rengi var. Bu yüzden bu renk, belli bir sıcaklıktaki demirin maksimum radyasyonuna karşılık gelir. Bu, bu değerin mümkün olan en yüksek değer olmadığı anlamına gelir, çünkü kırmızı foton en kısa dalga boyuna sahiptir. Hatırlamaya değer: sıvı metal, kızılötesi ve görünürde ve ultraviyole bölgesinde enerjiyi yayar. Sadece burada kırmızıdan çok az foton var.

Kesinlikle siyah vücut

ultraviyole felaketinin özü nedir

Güç spektral yoğunluğunu elde etmekısıtılmış maddenin radyasyonu, siyah bir vücudun yaklaşımını kullanın. Terim korkutucu geliyor, ama aslında fizikte çok yararlı ve gerçekte çok nadir değil. Yani, kesinlikle siyah bir beden, içine düşen fotonları “serbest bırakmayan” bir nesnedir. Aynı zamanda rengi (spektrumu) sıcaklığa bağlıdır. Tamamen siyah bir gövdenin kaba bir yaklaşımı, bir küpün, bir tarafında bütün şeklin alanından yüzde ondan daha az bir delik bulunan bir küp olacaktır. Örnek: sıradan çok katlı binaların dairelerinde pencereler. Bu nedenle, siyah görünürler.

Rayleigh Jeans Yasası

Bu formül, sadece klasik fiziğe ait verilere dayanarak siyah ışık radyasyonunu tanımlar:

  • u (ω, T) = kTω2/ π2ile3nerede
    u, enerji parlaklığının sadece spektral yoğunluğu,
    radiation radyasyon frekansı,
    kT titreşim enerjisidir.

Dalga boyları büyükse, o zaman değerlerinandırıcı ve deneyle tutarlı. Ancak görünür radyasyon hattını geçip elektromanyetik spektrumun ultraviyole bölgesine girer girmez, enerji inanılmaz değerlere ulaşır. Ayrıca, formülü frekansta sıfırdan sonsuza bütünleştirerek sonsuz bir değer elde edilir! Bu gerçek, ultraviyole felaketinin özünü ortaya çıkarır: eğer bir vücut yeterince iyi ısıtılırsa, enerjisi evreni yok etmek için yeterli olacaktır.

Planck ve kuantum

ultraviyole felaketi fizikte nasıl oldu

Birçok bilim adamı bu paradoksu atlatmaya çalıştı. Bir çıkmazdan bilim getirdi bir atılım, bilinmeyene neredeyse sezgisel bir adım. Planck varsayımı, ultraviyole felaketinin paradoksunun üstesinden gelmeye yardımcı oldu. Planck'ın kesinlikle siyah bir vücudun radyasyon frekanslarının dağılımına yönelik formülü "kuantum" kavramını içeriyordu. Bilim adamı, kendisini çevreleyen dünyadaki sistemin çok küçük bir eylemi olarak tanımladı. Şimdi kuantum, bazı fiziksel niceliklerin en küçük bölünmez kısmıdır.

Quanta farklı türleri vardır:

  • elektromanyetik alan (gökkuşağı dahil olmak üzere foton);
  • vektör alanı (gluon, güçlü bir etkileşimin varlığını belirler);
  • yerçekimsel alan (graviton - şimdiye kadar sadece hesaplamalarda bulunan, ancak deneysel olarak henüz bulunmamış olan tamamen varsayımsal bir parçacık);
  • Higgs bölgeleri (Higgs boson kısa bir süre önce Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda deneysel olarak keşfedilmiştir ve hatta bilimden çok insan bile keşfinden memnun olmuştur);
  • Bir katı kafesin atomlarının senkron hareketi (fonon).

Schrödinger's Cat ve Maxwell'in Demon'u

ultraviyole felaket hipotezi tahta formül tahta

Kuantumun keşfi çok önemliydi.sonuçlar: temel olarak yeni bir fizik bölümü oluşturuldu. Kuantum mekaniği, optik, alan teorisi, bilimsel keşiflerin patlamasına neden oldu. Üstün bilim insanları kanunları keşfettiler ya da yeniden yazdılar. Temel parçacık sistemlerinin nicelleştirilmesi gerçeği, Maxwell'in iblisinin neden var olmadığını açıklamaya yardımcı oldu (aslında, üç açıklama kadar önerildi). Ancak, Max Planck'ın kendisi çok uzun bir süre onun keşfinin temel doğasını kabul etmedi. Kuantumun belirli bir düşünceyi ifade etmenin uygun bir matematiksel yolu olduğuna inanıyordu, ama artık yok. Dahası, bilim insanı yeni fizikçilerin okuluna güldü. Bu nedenle, M. Planck, Schrödinger'in kedisi hakkındaki paradoks gibi göründüğü gibi çözülemez bir icat etti. Zavallı canavar aynı zamanda hem canlı hem de ölü idi, ki bu hayal etmek imkansız. Fakat böyle bir problem kuantum fiziği çerçevesinde çok net bir açıklamaya sahiptir ve göreceli olarak genç bilimin kendisi zaten gezegenin etrafında dolaşmaktadır.

İlgili haberler


Yorumlar (0)

Yorum ekle