Gribbin John & White Michael W poszukiwaniu kota Schrödingera realizm w fizyce kwantowej

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Newton odkrył, że białe światło jest złożone ze wszystkich kolorów tęczy - inaczej mówiąc - zpełnego widma.Każdemu kolorowi odpowiada inna długość fali.Rozszczepiając białe światło przyużyciu szklanego pryzmatu rozszczepiamy widmo na fale o różnych częstościach i fale o różnychkolorach trafiają w różne miejsca ekranu lub płyty fotograficznej.Krótkofalowe niebieskie i fioletoweświatło leży na jednym końcu widma optycznego, a długofalowe czerwone światło - na drugim.Widmo rozciąga się - po obu stronach - daleko poza zakres kolorów widocznych dla naszych oczu.Gdy rozszczepimy w ten sposób światło słoneczne, na tle widma pojawiają się ostre, ciemne liniew ściśle określonych miejscach, odpowiadające określonym częstościom.Jeszcze nie wiedząc, wjaki sposób te linie powstają, dziewiętnastowieczni badacze, Joseph Fraunhofer, Robert Bunsen(którego imię unieśmiertelnił standardowy palnik laboratoryjny) i Gustav Kirchhoff,15Inne zródła podają, że linie te, zwane obecnie liniami Fraunhofera, odkrył w 1814 roku niemiecki uczonyJoseph von Fraunhofer.William Wollaston odkrył w 1801 roku istnienie promieniowania nadfioletowego,badając widmo promieniowania Słońca (przyp.tłum.).16Pełna teoria kwantowa mówi nam, że światło jest równocześnie i cząstką, i falą.ale jeszcze niedoszliśmy do tego etapu.41eksperymentalnie ustalili, że każdy pierwiastek wytwarza swój własny zestaw linii widmowych.Gdydany pierwiastek (na przykład sód) zostanie ogrzany w płomieniu palnika Bunsena, zacznieświecić światłem określonego koloru (w tym wypadku światłem żółtym); światło to powstaje wwyniku silnej emisji promieniowania jako jasna linia lub linie w pewnej części widma.Gdy białeświatło zostanie przepuszczone przez ciecz lub gaz zawierający ten sam pierwiastek, w widmieprzechodzącego światła pojawią się ciemne linie absorpcyjne, podobnie jak w widmie światłasłonecznego, o tych samych częstościach charakterystycznych dla danego pierwiastka.Odkrycia te pozwoliły wyjaśnić zagadkę ciemnych linii w widmie światła słonecznego.Musząone powstawać w atmosferze Słońca, gdzie chłodniejsza warstwa materii pochłania pochodząceze znacznie bardziej gorącej powierzchni Słońca promieniowanie, zostawiając w widmie ciemneprążki o częstościach charakterystycznych dla pierwiastków występujących w atmosferzesłonecznej.Technika ta okazała się bardzo użyteczna dla chemików jako metoda identyfikacjipierwiastków występujących w związku chemicznym.Wystarczy wrzucić nieco kuchennej soli doognia, aby pojawił się charakterystyczny żółty kolor sodowy (znany dzisiaj z sodowych lampulicznych).W laboratorium można zanurzyć kawałek drutu w badanej substancji, a następniewłożyć drut do płomienia lampy bunsenowskiej.Każdy pierwiastek daje swój własny zestaw linii,który nie zmienia się nawet przy zmianie temperatury płomienia (aczkolwiek może się zmienićnatężenie linii).Ostrość wszystkich linii widmowych wskazuje, że każdy atom emituje lub absorbujepromieniowanie o dokładnie tej samej częstości, bez żadnych odchyleń.Przez porównanie ztestami w płomieniu fizycy wyjaśnili większość linii w widmie Słońca przez obecność w atmosferzeSłońca pierwiastków znanych także na Ziemi.Angielski astronom Norman Lockyer (założycielczasopisma Nature") zastosował tę procedurę na opak; odkrył on w widmie słonecznym linie,których nie dało się wyjaśnić obecnością żadnego znanego na Ziemi pierwiastka, wyciągnął więcwniosek, że muszą one odpowiadać nowemu pierwiastkowi, któremu dał nazwę hel.Wkrótce helzostał znaleziony także na Ziemi i jego widmo okazało się dokładnie takie, jak trzeba, żebypotwierdzić (i rozsławić) hipotezę Lockyera.Za pomocą spektroskopii astronomowie mogą badać, z czego zbudowane są odległe gwiazdy igalaktyki, a fizycy atomowi mogą badać wewnętrzną strukturę atomu.Widmo wodoru jest szczególnie proste, co, jak obecnie wiadomo, wynika z faktu, że wodór jestnajprostszym pierwiastkiem - każdy atom zawiera jeden dodatnio naładowany proton jako jądrooraz jeden ujemnie naładowany elektron związany z protonem.Linie widmowe, które stanowiąunikatowy kod identyfikacyjny wodoru, zwane są obecnie liniami Balmera, od nazwiskaszwajcarskiego nauczyciela Johanna Balmera, który w 1885 roku (roku urodzin Nielsa Bohra)podał równanie opisujące układ linii wodoru.Wzór Balmera wiąże częstości linii, które pojawiająsię w widmie wodoru.Poczynając od częstości pierwszej linii wodoru w czerwonej części widma,wzór daje częstość następnej linii w zakresie niebieskim.Zaczynając od niebieskiej linii,otrzymujemy częstość kolejnej linii w części fioletowej widma.I tak dalej17 [ Pobierz całość w formacie PDF ]

Linki