Самый процесс преобразования еще не вполне выяснен, но в общих чертах таков: при столкновениях атомов получаются электромагнитные возмущения; эти возмущения создают в эфире волны, которые мы и воспринимаем в виде тепла или света, в зависимости от характера столкновений и продолжительности колебаний участвующих в них электрических масс.

Теория электромагнитных взаимодействий дает возможность установить связь между энергией такого осциллятора и электромагнитной энергией окружающей среды, т.е. между энергией осциллятора и энергией испускаемого или поглощаемого им излучения. Зная, как изменяется энергия осциллятора с числом колебаний, мы найдем закон распределения энергии в спектре. Мы видели выше, что обычная «классическая» теория тепла построена на предположении о равномерном распределении энергии между степенями свободы. Исходя из этого предположения, лорд Рэлей вывел закон распределения энергии в спектре накаленного черного тела. Оказалось, что этот закон не сходится с опытом. Он дает непрерывное нарастание энергии в сторону коротких волн, тогда как на самом деле главная часть, максимум энергии в спектре всех доступных нам источников света лежит или в ультракрасной, или в видимой, части спектра и в сторону коротких волн энергия убывает.

Первая кривая вычислена по Рэлею, вторая кривая получена Пашеном из непосредственных измерений. Достаточно взглянуть на чертеж, чтобы убедиться в полном расхождении теории Рэлея с опытом. Закон Рэлея оказывается более или менее пригодным только в очень длинных волнах — в так называемом тепловом и в начале видимого спектра.

Итак, формула Рэлея неверна. Но ведь она получена из основных положений кинетической теории методом теоретической физики. Сам по себе этот метод непогрешим, так как он основан на применении непогрешимого математического анализа; но верные результаты он дает только тогда, когда верны отправные предположения теории. Ясно, что в нашем случае это condido sine qua non не соблюдено, и нам остается только отыскать, какое же из наших предположений неверно. Ответ ясен: неверен закон равномерного распределения, и от него надо отказаться. Сделать это, конечно, очень легко, но ведь надо еще найти, чем заменить неверный закон, и притом заменить с пользой для дела. Это было сделано Планком в целом ряде работ, собранных в одно целое в его знаменитой книге «Vorlesungen flber die theoried. Warmestrahlung», составляющей в теории излучения такое же начало новой эры, как «Versucheiner Theorie» Лоренца — в учении об электричестве.

Добавить комментарий