Принцип квантування енергії

Дозвіл парадоксу Больцмана, в кінцевому рахунку, полягає в тому, що рівноважне випромінювання взагалі не підкоряється законам класичної фізики. Виявляється, що в даному випадку, по-перше, атом ні в якому сенсі не можна уявляти собі як матеріальну точку, рух якої визначається законами Ньютона; по-друге, електромагнітне поле в порожнині не можна описувати як суперпозицію монохроматичних хвиль, що поширюються згідно законам класичної електродинаміки Максвелла. Внаслідок цього, вже не дивно, що, по-третє, закон равнораспределенія енергії за ступенями свободи, заснований, в кінцевому рахунку, на законах Ньютона для речовини і на класичній електродинаміці для випромінювання, для рівноважного теплового випромінювання просто невірний.
Як вже було сказано на початку лекції, закони мікросвіту пояснюються квантовою теорією. Однією з характерних особливостей квантової теорії, що не мають ніякого аналога в класичній фізиці, є квантування енергії стабільних систем. Саме на цій особливості я хочу зосередити вашу увагу, оскільки саме квантування енергії є одним з ключових принципів, необхідних для розуміння структурної організації матерії, тобто існування стабільних, повторюваних у своїх властивостях, молекул, атомів і дрібніших структурних одиниць, з яких складається як речовина, так і випромінювання.
Принцип квантування енергії свідчить, що будь-яка система взаємодіючих частинок, здатна утворювати стабільний стан – будь то шматок твердого тіла, молекула, атом або атомне ядро, – може зробити це тільки за певних значеннях енергії. Рівні енергії будь-якої такої системи (рис. 10) складаються з рівня основного стану, що відповідає мінімальному можливому значенню енергії, і (нескінченного) набору дискретних рівнів Система може знаходитися в станах тільки з цими певними рівнями енергії, причому основний стан завжди є найбільш вірогідним, т .е. стабільна система проводить більшу частину часу в основному стані.

Посилання на основну публікацію