Teilchen, Felder, klassische und Quanten-Theorie

Die Quantentheorie war etwas nicht, was die theoretischen wünschten. Die Mehrheit von ihnen war, zu seinem Leid, zu diesem seltsamen Sehen der Welt geführt, weil die klassische Theorie, trotz seiner stolzen Größe, manche tiefe Schwierigkeiten hat.
Die Hauptursache ist, der Umstand, dass zwei Typen von physischen Objekten koexistieren müssen: die Teilchen, Parametern von einer begrenzten Nummer mittels jede von ihnen Beschriebenen, drei Stellungen und drei Augenblicke; und die Felder, die nach einer unendlichen Nummer von Parametern verlangen. Diese Dichotomie ist nicht physisch konsequent. Damit sie ein System mit Teilchen und Feldern in Gleichgewicht sind, muss die ganze Energie der Teilchen ihm in den Feldern nachgeben. Das ist eine Folge des gerufenen Phänomens "equipartición von der Energie": Im Gleichgewicht wird die Energie ebenso zwischen allen Freiheitsgraden des Systems verteilt. Weil die Felder unendliche Freiheitsgrade in den Teilchen haben, kann er ihnen gar nicht unbedingt bleiben.
Die klassischen Atome wären nicht beständig, da die ganze Bewegung der Teilchen in den Wellenarten der Felder übertragen werden würde. Wenn sich ein orbitales Elektron alededor vom Kern bewegt, müsste er elektromagnetisch Wellen der steigenden Intensität bis Unendliches in einem kleinen Brechen der Sekunde ausgeben. Gleichzeitig würde er eine Spirale beschreiben, die sich schließen würde und im Kern versenken würde. Jedoch wird nichts davon beobachtet. Was beobachtet wird, ist auf der Grundlage der klassischen Theorie ziemlich unerklärbar. Die Atome können elektromagnetisch Wellen (Licht) aber nur in Aufleuchten von diskreten spezifischen Häufigkeiten ausgeben: die spitzen Spektral-beobachteten und charakteristischen Linien jedes Typs des Elements. Außerdem stellen diese Häufigkeiten Regeln zufrieden, die mit der klassischen Theorie nicht nichts zu tun haben.
Andere Erklärung der Unbeständigkeit der Koexistenz von Feldern und Teilchen ist das als "Strahlung gekannte Phänomen des schwarzen Körpers". 1900 hatten Rayleigh und Jeans gerechnet, dass die ganze Energie vom Feld, ohne Grenze absorbiert würde, worin es "ultraviolette Katastrophe" genannt worden wurde. Die Energie würde unaufhörlich gegen das Feld mit immer größeren Häufigkeiten immer noch fließen.
Max Planck, hat in demselben Jahr, eine revolutionäre Idee vorgeschlagen, um die Arten von hoher Häufigkeit des "schwarzen Körpers" zu beseitigen: Dass die elektromagnetisch Schwingungen nur in "alle" geschehen, E deren Energie eine mit der Häufigkeit bestimmte Beziehung f hält, gegeben durch: Und = h f, h eine neue basische Konstante der als Konstante jetzt gekannten Natur, von Planck seiend. Mit diesem extravaganten Bestandteil konnte Planck ein überraschendes theoretisches Abkommen mit der experimentell beobachteten Abhängigkeit der Intensität mit der Häufigkeit, die jetzt gerufenes Strahlungsgesetz von Planck erlangen.
Am Ende konnten sich die elektromagnetisch Strahlungen nur in diskreten Paketen gerufenes Photon vorstellen. Das Licht, musste Newton nach allem, als er beharrt hatte, zwei Jahrhunderte früher von "Teilchen" geformt sein, obwohl Thomas Young Anfang des XIX. Jahrhunderts bewiesen hat, dass es in Wellen bestand. Wellen oder Teilchen?. 1923 hat der französische Physiker Louis De Broglie vorgeschlagen, dass sich die eigenen Teilchen der Materie manchmal als Wellen benahmen. Die Häufigkeit der Welle von Broglie f, eines Teilchens der Masse stellt m, die Beziehung von zur Beziehung Masse / Energie kombinierte Planck, von Einstein zufrieden.

Die Dichotomie wird zwischen Teilchen / Wellen oder Schwingungen des Feldes, das ein Charakteristikum der klassischen Theorie war, in der Natur nicht beachtet. Der Natur gelingt es, eine konsequente Welt zu bauen, in der die Teilchen und die Schwingungen des Feldes dieselbe Sache sind.
Um mehr zu wissen:
- "Der neue Geist des Kaisers". Roger Penrose.
- "Das Licht, etwas auf seiner Geschichte". LBT.
- "Die Quantenphysik ist leicht". LBT.