11)Предыстория возникновения квантовой механики (Планк, Резерфорд, Бор, Луи де Бройль)

В начале хх века в физике началась новая революция. Классическая механика ньютона оказалась несовершенной, а ее применимость  — ограниченной. Для описания явлений микромира макс планкмакс планк и нильс борнильс бор заложили основы квантовой механикиквантовой механики, а для очень больших расстояний и скоростей, сравнимых со скоростью света, альберт эйнштейнальберт эйнштейн предложил теорию относительноститеорию относительности. Уже в 1920х годах аппарат квантовой теории был развит гейзенбергомгейзенбергом и шрёдингеромшрёдингером так, чтобы с математической точностью описывать наблюдаемое в эксперименте поведение элементарных частиц.

Астрономические наблюдения эдвина хаббла подтвердили соответствие поведения далеких галактик уравнениям эйнштейна и позволили впоследствии создать теорию большого взрывабольшого взрыва, объясняющую происхождение и наблюдаемое ныне развитие вселенной.

1990 г. – с выдвижением Макса Кванта гипотезы Квантов начинается эра квантовой механики. Под «Квантом» он понимал дискретную порцию энергии, что означало необходимость объяснения природы теплового излучения тел при помощи порционного, а не непрерывного излучения энергии. Согласно классической физики излучение непрерывно. Дальнейшие развитие этой идеи связано с идеями Эйнштейна разработавшими первою теорию фотоэффекта. Для того чтобы объяснить явление фотоэффекта Эйнштейну пришлось отказаться от доминирования волновой модели и обратиться к корпускулярной концепции описывает световой поток как поток фотонов (квантов света).

В 1911 г. Резерфорд предлагает «планетарную» модель атома по аналогии с солнечной системы, электроны движутся по круговым орбитам вокруг весьма массивного ядра. Эта модель позволила объяснить результаты экспериментов. Но содержало внутренние противоречие. Если бы электроны действительно вращались вокруг ядер атомов в соответствии с законами электродинамики Максвелла, то они должны были излучать электромагнитные волны, в следствии чего терять энергию и в конечном счете падать на ядро. Эти выводы опроверг в 1913 г. Нильс Бор, который предположил, что электроды находятся на стационарных орбитах и не излучают энергию. Порция энергии излучается только при переходе с одной стациональной орбиты на другую. Бор не смог объяснить почему именно существует стациональные орбиты электронов. Но отлично понимал, что для объяснения этих явлений должны быть построена принципиально новая физика.

Новый этап развития квантово-механического представления связан с выдвинутой в 1924г. Французским физиком Луи Де Бройдем гипотезы корпускулярно-волнового дуализма. Она утверждает что все частицы материи, а не только фатоны обладают на ряду с корпускулярными, также и волновыми свойствами. С точки зрения классической физики волновые свойства, такие как дифракция (рассеивание волн при огибании или препятствии) и интерференция (согласованное сложение волн сопровождающейся картиной чередования пространственных областей усиления и ослабления интенсивности регулирования волны) характерно для звука, света возмущенной поверхности жидкости, но только не для частиц, однако эксперименты подтверждают гипотезу Деброя, хотя она тоже содержала внутренне противоречие. Использованное им понятие «волна» и «частица» взяты из классического физики. Волна – весьма протяженный в пространстве процесс, а частица – строго локальный объект. Совершенно не ясно как объект может быть одновременно и волной и частицей (и больших и маленьких одновременно).