CC BY
171РАЗВИТИЕ КОМПЕТЕНЦИЙ О ВОЗНИКНОВЕНИИ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ ПРИ ОБУЧЕНИИ ИСТОРИИ ФИЗИКИ Юлдашев Х.Д.1, Жамилов Ю.Ю.2
1Юлдашев Холмирза Давронович - старший преподаватель, кафедра начального образования, Наваинский государственный педагогический институт, г. Наваи;
2Жамилов Юсуф Юнусович - преподаватель, кафедра трудового обучения, Бухарский Государственный университет, г. Бухара, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье идет речь об истории возникновения квантовой теории, появления таких революционных понятий, как: молекула, атом, электрон, свет, спин в науке и значении квантовой теории в науке и технике.
Ключевые слова: атом, молекула, квант, квантование, дискретный размер, свет, электрон, спин.
Несмотря на то, что первые представление о кванте появились в начале ХХ века, его корни идут далеко - в те древние времена, где только-только появились понятия об атоме. Знаменитые греческие мыслители Демокрит, Левкипп, Аристотель и Эпикур развивали учения об устройстве атома. Английский химик Р.Бойлинг, английский физик Р.Гук, голландский физик Х.Гюйгенс имеют большие заслуги в развитии учений об атоме. Представления о строении атома и его движении непосредственно связаны с именем М.Ломоносова. И тогда же, возникли мысли о молекулах.
В конце XIX, в начале XX веков были собраны результаты опытов, которые были необъяснимы с точки зрения классической физики. Их можно разделить на две группы. Явления первой группы связаны с двусторонним, дуалистическим характером микросфер, а второй группы связаны с отсутствием объяснения существования устойчивых атомов на основе классических понятий и отсутствием объяснения законов в их исполнении.
Нахождение связей между явлениями этих двух групп и попытки создания теории, объясняющей их уникальным образом, привели к возникновению квантовых представлений в физике [1].
В октябре 1900 года немецкий физик Макс Планк ввел понятие кванта, которое противоречит классической физике. В отличие от многих других научных направлений, квантовая теория имеет точную дату своего рождения. Тот день, в который Планк внес гипотезу о кванте в общество немецких физиков, а именно, 14 декабря 1900 года считается датой рождения квантовой физики [2].
Он внес революционную идею о том, что при создании теории излучения подходящего для проведения опытов абсолютно черного тела, дискретно меняется осцилляторная энергия, из-за которой возникает данное излучение, иначе говоря, квантуется. Проще говоря, квантование -это переключение на непрерывные перемещения, т.е. на дискретный размер.
По законам классической электродинамики и статистической физики, интенсивность электромагнитного излучения, которое выделяет нагретое тело должно повышаться в соответствии с частотой. А на опыте экспоненциально понижается интенсивность значения частоты определенного характера. Чтобы решить это противоречие, Планк создал собственную квантовую теорию. Он нашел формулу, по которой, интенсивность излучения изменяется в соответствии с температурой и частоте.
Второй важный шаг в появлении квантовой теории поставил в 1905 году великий теоретик А.Эйнштейн. Развивая теорию Планка, он внес гипотезу квантов света: процессы излучения света и поглощения не только дискретны, но также распределяются в виде отдельных величин - количества квантов света, иначе говоря, свет состоит из отдельных частиц или потока фотонов. Энергия фотона пропорциональна частоте, фотон не имеет массы в состоянии и покоя, проще говоря, он вообще не бывает в состоянии покоя. На
43
основании этой гипотезы, явление фотоэффекта полностью и правильно объясняется найденными путем опытов, закономерностями [3].
Интересно то, что физики не сразу поняли: относящаяся корпускулярной природе света, забытая в прошлом веке, новая гипотеза о кванте света является естественным переносом механических систем планкского дискретизма на электромагнитные поля.
Теория фотонов Эйнштейна полностью победила только тогда, когда в 1922 американский физик Комптон провел ряд опытов по передаче рентгеновских лучей в свободных электронах.
Доказано, что фотон е = Но владеет не только энергией, но и импульсом
Н Но
р = — =-. Окончательно была принята двусторонняя корпускулярная волнистая
Л с
природа света. В 1926 году Льюис предложил квант света фотоном [4].
Нужно отдельно отметить, что в наши дни достижения квантовой механики применяются во всех сферах техники. Они являются основой научно-технической революции второй половины ХХ века. В частности: применение на практике туннельного эффекта, наблюдаемого в преодолении микрочастицами потенциального барьера, создал резкий поворот в радиоэлектронике; в 1957 году изобрели полупроводниковые диоды.
В результате появились транзисторы, они заменили электронные лампы и совершили революцию в радиоэлектронике. И в качестве доказательства можно показать современные телевизоры, компьютеры и мобильные телефоны.
Список литературы
1. Пономарёв Л.И. Под законом кванта. М.: Наука, 1989 г.
2. ДжеммерМ. Эволюция понятий квантовой механики. М.: Наука, 1985 г.
3. Шпольский Э.В. Атомная физика, том 1, - М.: Наука, 1984 г.
4. Дягилёв Ф.М. Из истории физики и жизни её творцов. М.: Просвещение, 1986 г.
