Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 1. Jan. 1934 - O. Klein: Maxwells elektromagnetiska teori i den nyaste atomforskningens ljus
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
6 JAN. 1934
ELEKTROTEKNIK
3
någon övre gräns för svängningstalet, utan i ett
sådant rum måste tänka sig möjligheten för ett
oändligt antal egensvängningar med högre och högre
svängningstal. Om man försökte uppnå en
temperaturjämvikt, skulle rummet sålunda till sist
innehålla en oändlig energimängd, m. a. o. materien
skulle utstråla all sin energi till tomrummet i form
av kortvågig strålning. För att undvika denna
svårighet införde Planck sin berömda kvanthypotes,
enligt vilken en oscillator och alltså även en
egen-svängning icke skulle kunna uppta vilken energi
som helst, utan endast sådana energier, som utgöra
ett helt antal gånger ett visst energikvantum. Detta
energikvantum är icke detsamma för alla
oscillatorer utan beror på oscillatorns svängningstal, på så
sätt, att de möjliga energierna för en oscillator med
egen svängnings talet -v äro O, hy, % hv> ......., där
h är en universell konstant av dimensionen energi X
X tid, den s. k. Planckska konstanten, vars storlek
är 6,55 . 10-27 ergsek. Då enligt den statistiska
mekaniken sannolikheten för ett tillstånd avtar
ex-ponentiellt med tillståndets energi, måste man enligt
denna hypotes erhålla föga energi på de höga
sväng-iiingstalen, vilkas energikvanta äro stora i förhållande
7? T
till den äldre teoriens medelenergi––. För små
svängnings tal, vilkas k vänta äro små i förhållande till
nämnda energi, för Plancks hypotes däremot till
praktiskt taget samma resultat som Rayleighs
betraktelser. Det skulle föra för långt, om jag här
försökte att närmare motivera denna hypotes, jag
skall endast nämna, att Planck på det viset lyckades
härleda en formel för värmestrålningen, som har
visat sig stå i bästa överensstämmelse med
noggranna mätningar, som Rubens och andra utfört.
Plancks hypotes utvecklades senare vidare av
Ein-stein, som hävdade den uppfattningen, att allt ljus
består av kvanta, s. k. ljuskvanta, så att ett givet
ljuskvantum, som svarar mot svängningstalet v-,
alltid har energien E - hy. För att förklara att
ljuset enligt Maxwells teori även kan utöva ett
strålningstryck antog Einstein vidare, att ett sådant
ljuskvantum, alldeles som en partikel i rörelse, har en
viss rörelsemängd, som är given genom formeln
p = ho, där o = - betyder vågtalet, dvs. antalet
vågor per cm. Genom dessa antaganden, som äro
ofrånkomliga för en förståelse av
värmestrålnings-jämvikten, har man lyckats förklara en hel del andra
företeelser, som sammanhänga med ljusets
utsändande och absorption, framför allt den av Compton
upptäckta verkan av röntgenstrålar på fria
elektroner. Denna Comptoneffekt består däri, att en
elektron upptar en kvant av den infallande
röntgenstrålningen och samtidigt utsänder en annan
röntgenkvant med mindre svängningstal och i allmänhet
annan riktning än den infallande kvanten, varvid den
överblivna energien och rörelsemängden upptas av
elektronen, som efter processen lämnar platsen med
stor hastighet.
Vid första påseende stå dessa ljuskvanta tydligen
i skarpaste kontrast till Maxwells elektromagnetiska
ljusteori, enligt vilken utsändandet av ljus ju skall
kunna jämföras med en utbredning av vågor i
rummet. Först efter att man vid materiepartiklarna
råkat in i ett liknande dilemma, har det så
småningom lyckats att uppnå ett slags samförstånd
mellan denna nya Ijuskvantuppfattning och den
gamla vågteorien, vilka var för sig äro absolut
oundgängliga, när det gäller att beskriva våra
erfarenheter rörande ljuset. Det jag här syftar på
utgöres av en genomgripande utveckling av hela
atomteorien, för vilken vi främst ha N. Bohr att tacka,
och jag måste här nöja mig med att göra några
antydningar om sakens rent principiella sida.
Resultatet av denna utveckling av atomfysiken, till
vilken utom Bohr särskilt årets nobelpristagare
Heisenberg, Dirac och Schrödinger bidragit, kan
uttryckas så, att man även för de materiella
partiklarna, elektronerna eller atomkärnorna, och strängt
taget även för vanliga kroppar, måste taga
vågföre-ställningen till hjälp för att beskriva deras rörelser,
i det man antar att det ovannämnda för ljuskvanta
gällande sambandet mellan energi och rörelsemängd
å ena sidan och frekvens och vågtal å andra sidan
är helt universellt. Man befinner sig här så att saga
i omvänt läge, som när det gäller ljuset. Detta är
ju enligt den äldre fysiken en vågrörelse, men
atomforskningen har gjort det nödvändigt att även vid
ljuset begagna partikelbegreppet. Elektronen och de
andra materiella partiklarna äro enligt den äldre
fysiken att betrakta som små kroppar med odelbara
egenskaper, men enligt kvantteorien måste man även
här begagna sig av vågföreställningen. Detta
resultat, som först antyddes av de Broglie, har efter
en ingående analys av själva iakttagelsens problem,
som med viktiga bidrag från Heisenbergs sida utförts
av Bohr, i själva verket fört till en lösning på den
skenbara konflikt, som här föreligger.
Låt oss för att antyda hur saken ligger, betrakta
ett enkelt av Bohr anfört tankeexperiment (fig. 1).
Vi ta en ogenomskinlig skärm, försedd med två hål,
Fig. L
och sätta bakom denna skärm en fotografiplåt. Låt
oss anta, att parallellt ljus faller vinkelrätt mot
skärmen och åstadkommer en interferensfigur på
fotograf ip låten. Det är klart, att man måste exponera
någon tid för att denna figur skall uppstå, och ju
svagare ljus man har, dess längre tid måste man
begagna. I fall ljuset är så svagt, att det går en
betydlig tid mellan två ljuskvanta, måste man föreställa
sig, att till att börja med endast enstaka av plåtens
bromsilverkorn, ett här och ett där, svärtas, i det
varje ljuskvant endast svärtar ett enda korn; men
efter en längre tids exponering ser man hur de sken-
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
