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.
TEKNISK TIDSKRIFT
6 JAN. 1934
bart laglösa svärtningarna sluta sig samman till den
regelbundna interferensfiguren. Varje ljuskvant
sätter sig sålunda på en av de ljusa strimmorna,
medan de mörka strimmorna i interferensfiguren skys
av alla kvanta. Om man nu tillåter sig att anta, att
l j us vågorna endast mäta sannolikheten för att en
Ijuskvant uppträder på ett bestämt ställe, ser man,
att det kommer mening i saken.
Emellertid innebär det ju en radikal ändring av
den åskådliga Maxwellska teorien, att man icke
längre utan vidare skall kunna tala om ljus vågens
styrka, utan i stället måste införa ett statistiskt
betraktelsesätt. Man frågar sig därför naturligen, om
icke en sådan uppfattning lätt kan leda till
svårigheter och inre motsägelser. Einstein invände sålunda
en gång mot denna uppfattning av sambandet
mellan ljuskvanta och vågor, att man borde kunna
avgöra, genom vilket av de bägge hålen en bestämd
ljuskvant gick. Vore detta fallet, borde ju en
stängning av det andra hålet icke kunna ha något
inflytande på det första försöksresultatet. I så fall
skulle man verkligen ha råkat ut för en stor
svårighet, ty, som man vet, betyder en stängning av det ena
hålet, att hela interferensfiguren suddas ut.
Sannolikheterna för ljuskvantas placering bli med andra
ord helt andra. Einsteins resonemang gick ut på, att
man borde kunna mäta den stöt, som skärmen
erhåller, när en ljuskvant passerar genom densamma.
Denna stöt måste ju nämligen motsvara ändringen
av ljuskvantens rörelsemängd och kunde sålunda
uträknas, om man visste på vilket ställe av
fotografiplåten den uppfångades, ifall man samtidigt visste,
att den gick genom ett bestämt av de två hålen. Man
skulle sålunda vänta sig en annan stöt, om
ljuskvanten gått genom det nedre än om den gått genom det
övre hålet, emedan dess avböjning i det ena fallet
varit en annan än i det andra fallet. Om man tänkte
sig skärmen fritt upphängd, borde man, resonerade
Einstein, efteråt kunna märka, att skärmen hade
fått en stöt, och genom att uppmäta denna stöt
ytterligt noggrant, borde man kunna avgöra, om
ljuskvanten gått genom det ena eller andra hålet. Det
är klart, att ett sådant försök ligger utanför det
faktiskt utförbara, men som Bohr visade, ligger det, om
man får tro på kvantteorien, även utanför det
tänkbara. Enligt kvantteorien skall ju, som nyss nämnts,
alla kroppars rörelse kunna bestämmas med hjälp
av vågföreställningen på så sätt, att sannolikheten
för att en kropp skall befinna sig på ett bestämt
ställe mätes av motsvarande vågors styrka. Nu vet
man, att det mycket väl låter sig göra att
koncentrera en vågrörelse till ett litet område av rummet,
men endast på bekostnad av den noggranna
definitionen av vågornas längd. En dylik liten våggrupp
måste nämligen uppfattas som en sammansättning av
ett antal plana vågor med olika våglängder på så
sätt, att om våggruppens bredd är av
storleksordningen A# och medelskillnaden mellan de olika plana
vågornas vågtal Aa måste AxAa > . . Multiplicerar
4 n
man denna relations båda sidor med h och kommer
ihåg det universella sambandet mellan rörelsemängd
och vågtal, ser man, att A#A/?> - därA^? betyder
4 TT
obestämdheten i rörelsemängden. Med andra ord, en
mycket noggrann mätning av en kropps läge
medför nödvändigtvis en obestämdhet i dess
rörelsemängd. Hur detta kommer till synes i praktiken,
vet man också. Skall man noggrant definiera en
fast kropps läge i förhållande till andra kroppar,
måste man fastgöra den så väl till dessa, att man icke
vet vilken rörelsemängd den i ett givet ögonblick har,
medan saken ställer sig tvärtom när rörelsemängden
skall vara väl definierad. En enkel räkning visar
nu, att obestämdheten i läget, om man skall kunna
mäta rörelsemängden så noggrant som behöves för
att avgöra, att ljuskvanten gått genom ett bestämt av
de bägge hålen, är just precis så stor, att hela
interferensfiguren suddas ut. Skall man tvärtom kunna
iakttaga interferensfiguren, måste skärmen vara så
väl fastgjord, att man icke har någon möjlighet att
mäta dess rörelsemängd med den erforderliga
noggrannheten. Så underlig denna kvantteoriens
uppfattning av ljuset och de materiella partiklarna än
kan vara, ser man i det anförda tankeexperimentet,
hur det i alla fall icke finns någon logisk motsägelse,
utan att den ena sidan av teorien verkligen låter sig
förena med den andra sidan.
Utan att komma närmare in på de vackra resultat,
som den nyare kvantmekaniken redan gett, skall jag
framhäva, att man lyckats erhålla en beskrivning av
atomfenomenen, som icke är mindre sammanhängande
än den klassiska mekaniken, och som i sig även
innehåller denna som ett slags gränsfall. Härvid gör man
ett konsekvent, symboliskt bruk av den Maxwellska
teoriens uttryck för krafterna mellan elektriska
laddningar. En särskilt intressant konsekvens av teorien
har man i tydningen av atomernas stationära tillstånd,
vilka kunna uppfattas som egensvängningar på
alldeles samma sätt som de ovan omtalade
Ijussvängning-arna i rummet med spegelväggarna. Liksom varje
egensvängning har sitt bestämda svängningstal,
svarar varje stationärt tillstånd i överensstämmelse med
den universella relationen mellan energi och
svängningstal till ett bestämt energivärde. Man har här med
ett motsatsförhållande att göra mellan möjligheten
att säga, att en atom befinner sig i ett bestämt
tillstånd, och möjligheten att bestämma dess partiklars
precisa läge i rummet, som alldeles liknar det
motsatsförhållande vi nyss stötte på när det gällde
möjligheten att iakttaga interferenser och möjligheten
att följa ljuskvanten på dess väg från ljuskällan till
fotografiplåten. Vill man bestämma var i en atom
en elektron befinner sig, måste man i allmänhet gripa
så starkt in i atomen, att man icke endast ändrar dess
tillstånd utan rent av slungar bort elektronen. Ett
sätt att åstadkomma detta är att bestråla atomen, så
att man av det återkastade ljuset kan sluta sig till
elektronens läge. Endast när atomen befinner sig i
ett tillstånd med relativt hög energi kan ett sådant
försök göras utan att ingreppet behöver vara så stort.
Här är skillnaden mellan på varandra följande
tillstånd relativt liten, och man kan verkligen bestämma
elektronens plats inom atomen med betydlig
noggrannhet, om man icke är allt för nogräknad med
avseende på atomens tillstånd. Här kan även
rörelsebegreppet användas och man kan säga, att
elektronen rör sig runt kring atomkärnan just så som man
föreställer sig det enligt den vanliga mekaniken.
Dock medför även här en verkligt noggrann
energi-bestämning, som tillåter att man avgör, om atomen
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
