* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
Ill МЕХАНИКА КВАНТОВАЯ 112& можности говорить о времени, к к-рому от носится то или иное положение электронов в атоме или, другими словами,—о конфигу рации этих электронов в данный момент времени. Итак, задача М. к. как учения о поведении элементарных частиц материи заключается в определении вероятности тех или иных состояний или событий в мире этих частиц, т. е. тех или иных значений величин, хара ктеризующих эти состояния или события, при определенных значениях других вели чин, к-рые могут быть одновременно изме ренными, и характеризующих условия, при к-рых исследуется рассматриваемая система частиц. Решение этой задачи было найдено еще до того, как она была правильно поста влена, и притом двумя совершенно различ ными путями. По одному пути, проложен ному Бором, к этому решению, в несколько схематической форме, пришел Гейзенберг, отчасти в сотрудничестве с Бором и Иорда ном. По другому пути., который был намечен еще в 1905 г. Эйнштейном, к нему пришли де-Бройль и Шредингер. Этот последний путь на первый взгляд не имеет ничего об щего с рассматриваемой проблемой и отно сится к совершепно другой стороне кванто вых явлений, которой в теории Бора уде лялось очень мало внимания,—именно к во просу о природе излучения, испускаемого (или поглощаемого) атомами при переходе из одного состояния в другое. Тот факт, что испускание и поглощение света осуще ствляется не непрерывным образом, а в ви де отдельных «актов», был установлен Планком еще в 1900 году. Планк же установил основное соотношение s=hv между энерги ей e = W — W", теряемой (или приобрета емой) атомом, и частотой v—испускаемого (или поглощаемого) света. Сосредоточив свое внимание на атомах, Бор вывел отсюда свое представление о существовании прерывного ряда стационарных состояний. Эйнштейн же, сосредоточив свое внимание на испускаемом или поглощаемом свете, пришел к мысли о прерывной корпускулярной структуре по следнего. Таким образом Эйнштейн вновь возродил ньютоновскую теорию света как потока частиц особой «световой субстан ции». При этом однако для характеристики этих частиц Эйнштейн исходил уже не из ньютоновской механики, а из им же самим (в том же 1905 г.) установленной механики, теории относительности, в которой масса ка кой-либо частицы не является постоянной величиной, но зависит от скорости v ее дви жения по отношению к наблюдателю по форм у л е ш = — , где т —-так 0 временем их полета от одного атома, к-рым они испускаются, до другого атома, к-рым они поглощаются; в первом они «рождаются» за счет его энергии, а во втором погибают, превращаясь в его энергию. Согласно эйнштейновской механике, ча стица массы га обладает (собственной) энер гией е = т с и количеством движения д= mv. В случае световых квантов, и = с и д=т.с, т. е. <7= Полагая, по Планку, e=hv и принимая во внимание, что c = vX, где А— длина волны света (с точки зрения волно вой теории), мы получаем 0 = у » или, заме няя длину волны в о л н о в ы м числом / = у , равным числу волн в 1 см, подобно с 2 тому как v == Y равно числу периодов в 1 ск., * мы получаем соотношения: e = h • v is. д = h • к. (1> Второй особенностью эйнштейновской тео рии света, отличающей ее от теории Ньютона и непосредственно выраженной в предыду щих соотношениях, является неразрывная связь корпускулярных представлений с вол новыми. Введя представление о световых лучах как о потоке световых квантов, Эйн штейн отнюдь не отбросил прежнего пред ставления о них как о линиях распростра нения световых волн, но пытался тракто вать оба представления как два различных аспекта одного и того же физического явле ния. При этом соотношения (1), характери зующие «качество» света (т. е. частоту ко лебаний, или длину волны, с волновой точки зрения, и эвяргию, или количество движе ния квантов^ с корпускулярной), были до полнены им следующим вполне естествен ным соотношением, характеризующим «ко личество», или и н т е н с и в н о с т ь , света: концентрация световых квантов, т. е. число их п в единице объема, пропорциональна квадрату амплитуды щ световых колебаний в соответственной точке: называемая «покоящаяся» масса (при v=0), а с—скорость света. Д л я «световых» частиц, движущихся по определению со скоростью v = e, масса т может иметь конечное значение только в том случае, если «покоящаяся» масса т равна нулю. Этим свойством, с точки зре ния теории Эйнштейна, отличаются световые частицы, или кванты, от частиц обыкновен ной материи (для которых т, > 0). Отсюда следует, что световые частицы имеют эфе мерное существование, ограничивающееся 0 0 п~у>1 (2) Двойственность представлений, введен ную А. Эйнштейном в учение о свете, дол гое время тщетно пытались устранить. Если такие явления «классической» оптики, как интерференция (см.) и диффракция (см.) света, находились в противоречии с корпу скулярным представлением о свете, то ряд новооткрытых явлений, как например фо тоэлектрический эффект, эффект Комптона (см. Рассеяние света) и т. д. находились в совершенном противоречии с волновым представлением и, наоборот, весьма естест венным образом интерпретировались с точ ки зрения корпускулярной теории, и толь ко через 20 лет после появления ее Л . деБройль в 1925 году впервые понял, что корпускулярно-волновой дуализм, введенный А . Эйнштейном в учение о свете, неустра ним, что он является новым фундаменталь ным принципом физики и что он должен, относиться не только к свету, но равным образом и к обыкновенной материи. Простейшими элементами материи явля ются электроны. В свободном состоянии эле ктроны наблюдаются в виде катодных лучей