Náttúrufræðingurinn - 1981, Blaðsíða 31

og tilraunir sýna, að orkumismunurinn
E,—E0 er œtíö heilt margfeldi af ákveðnum
orkuskammti. Stærð orkuskammtsins
ræðst af öldulengd ljóssins. I’essu er lýst
með jöfnunni
E,—E0 = nch/L
Hér er n einhver heil tala, c er ljóshrað-
inn og h er föst tala sem kennd er við
Max Planck, afa skammtafræðinnar. I
framhaldi af þessu sjáunt við, að eðlilegt
getur verið að lita á ljós með öldulengd
L sent straum lítilla agna með orku
ch/L.
Önnur aðalniðurstaða skammta-
fræðinnar er óvissulögmálið: Ókleift er að
ákvarða samtímis, og með fullri nákvœmni,
hraða og staðsetningu hluta. Tökum sent
dæmi ögn með massa m. Látum Ax vera
óvissuna i staðsetningu agnarinnar og
Av óvissuna í hraða. Þá gildir ójafnan
(Ax)(Av)> föst tala = h/4 77m
Hér er 7T hlutfallið milli ummáls og
þvermáls hrings. Ef við þekkjum stað-
setningu agnarinnar ntjög vel er Ax öt'-
smá tala, svo að A v getur ekki verið
mjög lítil. Ef Ax = 0, lilýtur Av að vera
óendanlega stór tala og þá vitum við
ckkert um hraða agnarinnar.
I daglegri reynslu verðunt við þó
aldrei vör við jtær skorður, sein óvissu-
lögmálið reisir okkur, vegna örsmæðar
tölunnar h. Sé lengd mæld í metrum,
hraði i metrum á sekúndu og massinn m
i kilógrömmum, jtá er h = 6 X 10
Ef við ímyndum okkur h = 0, er enginn
munur á skammtafræði og klassískri
eðlisfræði.
Þótt afstæðiskenning og skammta-
fræði kunni að virðast fjarlægar og
snerti hvorki brauðgerð né brúarsmið,
eru jtessar fræðigreinar jtó öndvegissúl-
ur tækni og vísinda samtímans. Til
dæmis væru örtölvur og kjarnorkuver
óhugsandi án skilnings manna á
skammtafræði og afstæðiskenningu.
SKAMMTASVIÐSFRÆÐI
Við lýsingu á litlum hlutum, sem
hreyfast rnjög hratt þarf að beita bæði
afstæðiskenningu og skammtafræði.
Eðlilegt er því að leita að einni heil-
steyptri kenningu, er setur |:>ær undir
sama hatt. Hin sameinaða kenning
Ljós
/VWWAA^>
/WVWW>
/WVWWi>
Öldulengd L
Orka E,
n - hei/ tata
c - nhc
Li Lo' /_ h = ta/a P/ancks
2. mynd. Ljós með öldulengd L skín á atóm sem hefur orkuna E(). Atómið tekur til sín orku úr
ljósinu og kemst þá i örvað ástand með orku Ej.
125