Max Planck, zakladatel kvantová teorie.

Vysvětluje kvantová teorie objektivně děje v mikrosvětě? Mohou se chovat gravitony ( fotony) jako vlny i jako částice? Byla kvantová teorie potvrzena i experimentálně a jak? Na tyto a jiné otázky se pokusím odpovědět.

Kvantová fyzika

Historie

Počátky kvantové teorie sahají k přelomu 19. a 20. století, kdy Max Planck odvodil vztah pro frekvenční rozdělení energie záření černého tělesa z předpokladu, že světlo je vyzařováno po malých kvantech, jejichž energie je úměrná frekvenci (konstanta úměrnosti ? {\displaystyle \hbar } se nazývá Planckovou konstantou). Tehdejší teorie elektromagnetického záření předpokládaly čistě vlnový charakter světla.Fotografie    Max Planck     Wikipedie.                                                                       

                          Kvantová fyzika je soustavou fyzikálních teorií, která souběžně s teorií relativity ve 20. století předefinovala do té doby platné základy klasické fyziky. Zatímco teorie relativity vysvětluje především kosmologické otázky týkajících se velkých celků, kvantová fyzika se primárně týká nejmenších, tzv. elementárních částic. Obě teorie, které se experimentálně potvrdily, se však nedaří sloučit do jednoho funkčního celku, tzv. teorie všeho. Wikipedie.

Kvantová fyzika vychází z toho, že určité měřitelné veličiny se nemění spojitě (plynule), ale v násobcích určitého minimálního množství zvaného kvantum, které je dané Planckovou konstantou. K dalším základním principům patří to, že částice lze současně popsat i jako vlny (dualita částice a vlnění), nelze současně změřit jejich polohu a hybnost (princip neurčitosti) nebo že pozorování má vliv na pozorovaný systém. Obvykle v rámci kvantové teorie rozlišujeme kvantovou mechaniku a kvantovou teorii pole.  Wikipedie

Oponenti kvantové mechaniky

Se stavem, v jakém byla kvantová mechanika, nebyli spokojeni nejen ostatní fyzikální odborná veřejnost, ale také osobnosti, které se na kvantové mechanice přímo samy podílely. Nejznámějším oponentem moderní kvantové mechaniky byl jeden ze spoluautorů staré kvantové mechaniky, Albert Einstein.   Wikipedie.        

Planckův vyzařovací zákon.

Planck prováděl pokusy s vyzařováním absolutně černého tělesa a došel k závěru, že žhavý povrch vyzařuje nejen tepelné vlny, ale i vlny světelné, které ovšem se vzrůstající frekvencí slábnou. Fialová část světelného spektra se téměř neobjevily vůbec.

Závislost intenzity záření I absolutně černého tělesa o frekvenci ? na frekvenci ?.   Obrázek 1)   Wikipedie.

Záření absolutně černého tělesa bylo dlouho velkou fyzikální záhadou. Z pohledu klasické fyziky totiž hrozila tzv. ultrafialová katastrofa, která předpovídala, že každé těleso musí zářit i na velmi krátkých vlnových délkách, což se nepozorovalo. Naopak z měření vyplývalo, že ačkoli intenzita záření v závislosti na jeho frekvenci pro nízké frekvence roste s druhou mocninou (v tomto případě e ( x ) - 1 ? x {\displaystyle e^{\left(x\right)}-1\approx x} ), tak pro vyšší frekvence intenzita exponenciálně klesá. Max Planck zjistil, že když je světelná energie vyzařována jen v určitých balíčcích - kvantech, a nikoliv spojitě, může pozorovanou závislost odvodit. On sám ale považoval kvanta za pouhý matematický obrat, který ho přivedl k výsledku v souladu s experimentem. Správný význam dal kvantům až roku 1905 Albert Einstein, který Planckovu myšlenku rozvinul a prohlásil, že světlo samotné jsou kvanta, díky čemuž vysvětlil fotoelektrický jev. Einstein tak přispěl k pochopení duální podstaty hmoty, která zdánlivě v rozporu vykazuje současně vlnové i kvantové vlastnosti.

Planck  neznal jednu věc a to, že teplo není kmitání molekul, ale rotace atomových jader, které produkují tepelné vlny o stejné frekvenci, která souhlasí s rotací těchto atomových jader. Tepelné vlny dopadají na jiné atomy a tím způsobují nejen rychlejší rotaci jader, ale i zvýšenou rotaci a revoluci elektronů, jejichž vlny jsou vlny světelné.Proč, ale tyto tepelné vlny budí vlny světelné o nízkém kmitočtu a vlny o vysokém kmitočtu nikoliv? Podle mě to není nějakými kvanty ( fotonů), ale tím, že tepelné vlny mají nízký kmitočet.

Rezonance elektromagnetického záření.

V nápisu je řešení. Aby se mohla přenést kinetická energie  vlnění v gravitonovém éteru, na příklad, na elektron a tím zvýšit jeho rotaci a revoluci, musí být frekvence tepelné vlny v rezonancí, nebo se k této rezonanci blížit. Proto budí tepelné vlny lépe červené světlo, kdežto fialové nikoliv. Pokud zvýšíme teplotu vyzařovaného tělesa, zvýší se i frekvence tepelné vlny a tím se může generovat i fialové světlo. Jako příklad může posloužit naše Slunce, které má povrchovou teplotu přes 5000° C a tím může generovat i fialové světlo. Naopak z rentgenového vlnění generovat viditelné světlo je rovněž obtížné.

Wienův posunovací zákon

Obrázek  2) Wikipedie.

Wienův posunovací zákon je fyzikální zákon, který konstatuje, že v záření absolutně černého tělesa je maximální energie vyzařována na vlnové délce, která se s rostoucí termodynamickou teplotou snižuje (tj. čím teplejší je těleso, tím více vyzařuje na kratších vlnových délkách, tj. vyšších frekvencích):  Wikipedie 

                                  Obrázek 3) Wikipedie.

Youngův experiment (též dvojštěrbinový experiment (angl. double slit experiment)) je pokus, kterým Thomas Young v roce 1801 experimentálně prokázal, že světlo je vlnění Wikipedie.

Záhada dvojštěrbiny.

Fyzikové si dodnes nedovedou poradit s jedním fenoménem, a to je , záhada dvojštěrbiny. Jak je možné, že světlo, které se pohybuje jako tok fotonů, vytvoří po průchodu dvojštěrbinou, více obrazců než dva. Ani kvantová teorie to nevyřešila.Fyzikové došli, až k tak absurdní teorii, že částice se před dvojšterbinou rozdvojí a po průchodu se zase spojí. No, na to museli přijít opravdu geniové. Pro pochopení této záhady, musíme zapomenout na časoprostor a vrátit se ke gravitonovému éteru.Světlo se nešíří jako tok fotonů, ale jako elektromagnetická vlna, až k dvojštěrbině. Po průchodu nastane běžný jev, který známe z nauky o vlnění. Každá štěrbina se chová, jako samostatný zdroj vlnění. Vlny interferují, takže vytvoří na druhém stínítku mnohočetný obrazec. Elektron se pohybuje jako částice, která má spin, takže rotuje a vytváří vlny v gravitonovém éteru, které rovněž pozorujeme na druhém stínítku. Takže k žádnému rozdvojení částice nedochází.

Závěr.

Co říci na závěr? Nemělo by to vyznět, že popírám genialitu pana Plancka, protože to byl v té době vynikající vědec, ale s kvantovou teorií šlápl vedle. Proč tedy se tato teorie ujala, i když s ní nesouhlasilo tolik vědců a zásadně se liší od Newtonovské fyziky? Asi proto, že je tak nesrozumitelná a nelogická. STR a OTR je rovněž spíše SCI-FI,  ale nikdo nechce vypadat jako hlupák, tak se přetvařuje, že ji rozumí. Ale kvantová fyzika nadává logickou odpovědˇ, Proto se většinou přistupuje hned k složitým rovnicím. Nestačí říct, že se fotony chovají někdy jako částice, někdy jako vlna. Fyzika by měla přesně vysvětlovat proč.

 

.