11
Bu qanun temperaturun artması ilə spektrdə intensivlik meksimumunun kiçik dalğa
tərəfə sürüşməsini aydın şəkildə izah edir. Vin qanunundan həmçinin, kiçik temperaturda
istilik şüalanmasının görünməz, 6000°-də isə intensivliyin maksimuma malik olması, yəni
görünən olması da öz izahını tapır; maksimumun yerini bilməklə, bu qanundan şüalanma
mənbəyinin temperaturunu da hesablamaq olar.
Daha sonra Vin rus fiziki Vladimir Aleksandroviç Mixelsonun “qaz molekullarının
sürətlərə görə paylanma” hipotezindən istifadə edərək, 1896-cı ildə həmin hipotezə analoji
olan şüalanma enerjisinin paylanmasının empirik tənliyini irəli sürür. Daha dəqiq
tədqiqatlar bunun yalnız kiçik dalğa oblastı üçün doğru olduğunu göstərir.
1900-cü ildə Reley “enerjimim sərbəstlik dərəcəsinə görə bərabər paylanması”
qanunundan istifadə edərək, mütləq qara cismin spektrində enerjimim paylanması üçün
digər tənlik alır: ρ
ν
=Cν
2
T. Burada C temperaturdan asılı olmayan kəmiyyətdir. Bu tənliyin
daha düzgün və dəqiq görünüşü Cins tərəfindən irəli sürüldüyü üçün, o Reley-Cins adı ilə
tarixə düşür. Bu tənlik isə yalnız uzun dalğa oblastında özünü doğruldurdu.
Reley-Cins tənliyindən alınır ki, istilik şüalanması spektrində enerjinin böyük
hissəsi kiçik dalğa oblastına – ultrabənövşəyi (UB) oblasta düşür. Bu isə təcrübə ilə
ziddiyyət təşkil edirdi. Ona görə də bunu, Paul Erenfest “UB katastrofa” (bəla, faciə,
fəlakət və s. tərcümə etmək olar), və ya “Reley-Cins paradoksu” adlandırır.
Əlbəttə ki, bütöv spektrin enerji paylanmasının 2 müxtəlif tənliklə verilməsi normal
olmayan fakt idi. Bu o deməkdir ki, şüalanma enerjisi, temperatur və dalğa uzunluğu
arasında mövcud olan fundamental qanunauyğunluq yenə də elmə naməlum idi. Ona görə
də hər 2 qanunu özündə birləşdirən universal tənliyin axtarılması istiqamətində intensiv
şəkildə tədqiqatlar aparılırdı.
KVANT TƏSƏVVÜRLƏRİ
19-cu
əsrdə ρ
ν
(və ya ρ
λ
) spektral funksiya üçün təcrübi nəticələrlə uzlaşan tənliyin
tapılmasına cəhd edən alimlər içərisində Maks Karl Ernst Lüdviq Plank da var idi.
Plankın qarşısına qoyduğu məqsəd çox sadə idi: Vin və Reley-Cins qanunlarını özündə əks
etdirən empirik riyazi ifadənin tapılması. O öz arzusuna çatır; ilk dəfə olaraq qara cimin
istilik şüalanmasının bütün xassələrini izah edən tənlik yazır.
Çox-çox sonralar bu günü Plank belə yada salırdı: “Bazar günü oktyabrın 7-si
(1900-cü il) mənim dostum və kolleqam təcrübəçi-fizik Henri Rubens bizə qonaq gəlir.
Söhbət zamanı o bildirir ki, son günlər apardığı təcrübələrdə o aşağıdakı qanunauyğunluğu
görür: şüalanma intensivliyi kiçik dalğalar üçün Vin qanununa tabe olur, uzun dalğalarda
isə intensivlik temperaturla mütənasib olur. Bu nəticə məni çox düşündürür. Elə həmin
axşam mən, interpolyasiya (hərfi tərcümədə “quraşdırmaq, uzlaşdırmaq” deməkdir) yolu
ilə həm Vin qanununu, həm də Reley-Cins qanununu doğruldan yarımempirik ifadə
aldım”.
Plankın irəli sürdüyü tənlik doğrudan da, kiçik dalğa uzunluqlarında Vin qanununa,
böyük dalğa uzunluqlarında isə Reley-Cins qanununa keçir:
λ
λ
/λ
Burada C
1
və C
2
sabitləri təcrübi nəticələrin müqayisəsindən tapılır. Sonra bu sabitlər
uyğun olaraq ħ və k ilə əvəz olunur və onların qiymətləri hesablanır: ħ
=6,55⋅10
-27
erq
⋅san,
12
k
=1,346⋅10
-16
erq
/dər. Bu düsturla “UB fəlakət” də aradan qalxır. Beləliklə, Plank göstərir
ki, “enerji elementi” olan
ε= ħν, yəni enerji kvantlar vasitəsi ilə - ħν diskret porsiyaları ilə
ötürülür.
Bütün inqilabi ideyalar kimi, Plankın kvant ideyası da müasirləri tərəfindən qəbul
edilmir və onun doğruluğu şübtə altına düşür. Çünki onlar tərəfindən bu qanunun klassik
qanunlarla isbat edilməsi cəhdləri boşa çıxır. Bu qanunun ardıcıl əsaslandırılması, yalnız
1924-cü ildə Boze-Eynşteynin kvant statistikası ilə mümkün olur.
ATOMUN TARİXİ
Bir çox fiziki ideyalar içərisində atom hipotezi xüsusi rola malikdir. Görkəmli
amerikalı fizik Riçard Feyman (1918-1988) bunu belə şərh etmişdi: “Əgər hər hansı bir
dünyavi fəlakət nəticəsində əsrlər boyu elm aləmi tərəfindən edilən kəşflər məhv olsaydı
və bu zaman insanların yaddaşında həkk olunmuş hansı fikir onlara daha çox informasiya
verərdi? Bu suala mən qısa şəkildə belə cavab verərdim: atom hipotezi. Çünki sadə
görünın bu iki söz elmin yenidən inkişafına təkan verən ən güclü amil olardı”.
Təxminən 2 min yüzilliklər boyu atom quruluşu olmayan ən kiçik hissəcik hesab
olunurdu. Yalnız 19 və 20-ci əsrlərdə edilən möhtəşəm kəşflər atomun quruluşa malik
olmasını, onun elektron və nüvədən ibarət olmasını göstərdi. Sonra aydın olur ki, nüvə özü
də mürəkkəb obyekt olub, proton və neytronlardan ibarətdir. Daha sonra bu cütlük (proton
və neytron) nuklon adlandırılır. Fizikanın sonrakı inkişafı bunun da son olmadığını sübut
edir; məlim olur ki, nuklonlar daha mürəkkəb quruluşa malik olub, bir-birinə çevrilən
kvarklardan təşkil olunublar. Müasir təsəvvürlərə əsasən isə, bilirik ki, materiyanın ən
kiçik hissəcikləri leptonlar və kvarklardır.
Atom haqqında təsəvvürlər. Bildiyimiz kimi, yunanca tərcümədə atom
bölünməyən, kəsilməyən mənasını verir. Qədim mütəfəkkirlər bütün Kainatda və Yerdə
mövcud olan varlıqların - cisimlərin atomdan – kiçik hissəciklərdən təşkil olunduğunu
söyləyirdilər. Atom terminini isə Demokritin və onun müəllimi Levkişin adı ilə
bağlayırlar. Buna biz orta əsr alimlərinin yazılarında rast gəlirik. “...kainatın əvvəli atom
və boşluqdur....atomlar ölçülərinə görə bir-birindən fərqlənirlər...onlar Kainatda hərəkət
edərək od, su, hava və torpaq yaratmışlar” kəlmələrini ilk dəfə Demokrit söyləmiş, daha
sonra isə Epikür tərəfindən genişləndirilmişdir.
Qədim mütəfəkkirlərin atomistik fikirləri, müasir elmdə olduğu kimi məntiq
üzərində qurulmuşdur. Bütün ilkin ideyalarda, hipotezlərdə olduğu kimi, atomistik
təsəvvürlər də bir çoxları tərəfindən qəbul edilmirdi. Atomistik nəzəriyyənin qatı
düçmənlərindən biri də Aristotel idi. Müşahidəyə, təcrübəyə üstünlük verən Aristotel,
“mən gözlə görünməyən heç nəyi qəbul etmirəm” söyləyirdi. Bundan başqa, Aristotelin
fikrincə “materiya kəsilməzdir, çünki təbiət boşluğu qəbul etmir; buna görə də kəsilməz
olan hər şey sonsuz sayda bölünməz atomlardan ibarət ola bilməz”. Aristotel həmçinin,
Yeri Kainatın mərkəzi hesab etdiyi üçün, onun fikirləri kilsə tərəfindən birmənalı şəkildə
qəbul olunurdu. Demokrit isə kilsə tərəfindən allahsızlıqda günahlandırılırdı və bu
səbəbdən də onun bütün alyazmaları yandırılırdı. Kilsə bunu belə əsaslandırırdı: “Alverli
Demokrit deyir ki, Kainatın sonu yoxdur. Bu isə o deməkdir ki, Kainat heç bir varlıq
tərəfindən yaradılmayıb.... Əgər bütün Kainat atomlardan təşkil olunubsa, onda deməli
Allah da atomlardan təşkil olunub. Onda belə bir sual ortaya çıxır: bəs atomlar nə vaxt və
kim tərəfindən yaradılıb?”