Klassik fizika nazariy tushunchalari asosida
absolyut qora jism issiqlik
nurlanishining to‘liq spektrini tushuntirishga bo‘lgan urinishlar muvaffaqiyatsiz
chiqdi. Bunday urinishlardagi qiyinchiliklarni bartaraf etish uchun Maks Plank
1900-yili issiqlik nurlanishining to‘liq spektrida energiyaning
taqsimlanishini
izohlash maqsadida o‘zining quyidagi gipotezasini ilgari surdi:
1. Absolyut qora jism ossillyatorlari uzluksiz ravishda energiya nurlamaydi.
Nurlanish faqat ossillyatorlar tebranishi amplitudasining o‘zgarganida sodir
bo‘ladi, ya’ni ossillyator yuqori amplitudali tebranishdan kichik amplitudali
tebranishga o‘tganda nurlanish
chiqaradi yoki aksincha, past amplitudali
tebranishdan yuqori amplitudali tebranishga o‘tganda ossillyator energiya yutadi.
Tebranish amplitudasi yuqori holatdan kichik holatga o‘tganda ossillyator energiya
nurlaydi, amplituda kichik holatdan yuqori holatga o‘tganda ossillyator energiya
yutadi.
2. Ossillyator istalgan energiya qiymatiga ega bo‘la olmaydi, balki faqat diskret
energiyalar to‘plamiga ega bo‘ladi. Ossillyator energiyani alohida-alohida ulushlar
(kvantlar) sifatida chiqaradi yoki yutadi. Bu ulushlarning (kvantlarning) har
birining energiyasi diskret bo‘lib,
h
E
,
kattalikka teng. U vaqtda ossillyator nurlanishining energiyasi bu kattalikka karrali
bo‘lishi kerak, ya’ni ossillyator energiyasi energiyaning diskret to‘plamiga teng:
E
n
=nhν
(
n
=0,1,2,3,…),
Bunda ossillyatorning o‘rtacha
energiyasi
1
kT
h
e
h
E
.
Plank o‘z gipotezasi asosida absolyut qora jism issiqlik nurlanishining to‘liq
spektrida energiya taqsimlanishining zichligini ifodalaydigan interpolyatsion
formulani taklif qildi:
1
1
8
3
3
kT
h
e
c
h
(1.20) formula
Plank formulasi
deyiladi. (1.20)da
h
– Plank doimiysi bo‘lib,
h
=6,62
10
–34
J
s
.
– ossillyator tebranishining
chastotasi.
hν
<<
kT
bo‘lganda (kichik chastotalarda)
Plank formulasi Reley-Jins formulasiga,
hν
>>
kT
bo‘lganda (yuqori chastotalarda)
Vin formulasiga
aylanadi. Plank formulasi tajriba natijalari bilan mos
keladi, ya’ni Plank formulasidan hosil qilingan
nazariy natijalar asosida
chizilgan spektr egri
chiziqlari tajriba natijalari asosida chizilgan spektr
egri chiziqlariga mos keladi (1.4-rasm). Plank
1.4-rasm
formulasi absolyut qora jism issiqlik nurlanishining to‘liq
spektrida energiya
taqsimlanishini to‘g‘ri tushuntira oldi.
Kovak devorlari materialining atomlari ossillyatorlar deb modellashtirilganligi
sababli quyidagi xulosalarga kelish mumkin: atomlarning ichki energiyasi uzluksiz
o‘zgara olmaydi, balki sakrab o‘zgaradi, ya’ni atom faqat diskret energiya
qiymatlarigagina ega bo‘ladi yoki buni quyidagicha ifodalash mumkin: atom
energiyasi kvantlanadi, agar atom holati uning energiyasi bilan xarakterlansa, atom
holatini diskret deb aytish mumkin.
Shunday qilib, Plank gipotezasiga asosan nurlanish jism bilan o‘zaro
ta’sirlashganda, nurlanish energiyasining jismda yutilishi uzluksiz bo‘lmasdan,
balki energiyasi
h
bo‘lgan kvantlar shaklida yutiladi (porsiya-porsiya shaklida)
yoki qizigan jismlar issiqlik nurlanishini kvantlar shaklida chiqaradi.
Plank tomonidan kiritilgan kvantlar tushunchasi
energiyaning diskret
porsiyalari bo‘lib, har bir porsiya energiyasi
E
=
h
formula bilan aniqlanadi.