еще из "Элегантной вселенной" Грина (про духовку)
*для осмысления следующего пункта необходимы понятия:
- максимум волны - точка пространства-времени с наибольшей напряженностью электрического и магнитного полей
- минимум - аналогично
- длина волны - расстояние между соседними максимумами или минимумами
- частота волны - величина, обратная длине. Число циклов колебаний вверх-вниз за одну секунду
- амплитуда волны - наибольшая высота или глубина волны
- энергия, переносимая волной. Это понятие удобно описывать на примере звуковых волн. От длины волны зависит ее тон, а от полученной струной (и переданной звуковой волне) энергии - амплитуда волны, чем больше амплитуда - тем громче звук. При этом длина и частота волны не зависят от величины энергии, которую несет волна (тон ноты остается тем же), количество энергии влияет только на силу звука.
Про духовку
- если нагреть духовку, то внутри нее даже в отсутствие воздуха будут тусоваться э/м волны. При этом каждая волна будет переносить какую-то энергию. Волн бесконечное множество, значит, и энергии внутри будет бесконечное количество. Абсурд - значит, не все так просто.
- физики установили, что независимо от характеристик волны (длины и частоты) внутри духовки они могут переносить одно и то же количество энергии, определяемое нагревом стенок духовки. Все равно - даже если они все несут равное количество энергии, волн дохуя - опять бесконечное количество энергии.
- по э/м теории Максвелла в замкнутом пространстве духовки могут быть только волны, у которых между стенками укладывается целое число максимумов и минимумов (это просто принимаю на веру - возможно, потом захочу разобраться - из чего именно это следует)
- это ограничение отсекает туеву хучу волн, но их все равно остается бесконечно много, и каждая несет энергию - т.е. все то же бесконечное количество энергии, проблема не решена.
- планк предположил, что количество энергии, которую переносит волна, изменяется не постепенно, по нарастающей, а скачками, резким переходом на следующий энергетический уровень. Что есть некое число (номинал энергии), которому кратно каждое возможное количество переносимой волной энергии. Т.е. волна может нести 1 номинал, 2 номинала, 3 … Но не может нести половину номинала или три с половиной.
- существует некое минимальное количество энергии, которое может нести волна. Это мин.кол-во определяется частотой волны. Чем выше частота, тем выше минимальное количество энергии, переносимое волной. То есть высокочастотные волны высокоэнергетичны, и если количество энергии, которое может перенести волна в данных условиях (в этом случае - в нагретой до 200 градусов духовке) меньше, чем этот определяемый частотой минимум - то волна не будет переносить энергию вообще, т.е. останется безучастной
- в результате: энергию внутри духовки переносят только ограниченное количество волн, удовлетворяющее след.параметрам:
- их длина не больше длины духовки
- их частота не больше частоты, необходимой для переноса энергии, определяемой нагревом стенок духовки
Так как таких волн конечное количество, то и количество энергии внутри духовки конечно.
- максимум волны - точка пространства-времени с наибольшей напряженностью электрического и магнитного полей
- минимум - аналогично
- длина волны - расстояние между соседними максимумами или минимумами
- частота волны - величина, обратная длине. Число циклов колебаний вверх-вниз за одну секунду
- амплитуда волны - наибольшая высота или глубина волны
- энергия, переносимая волной. Это понятие удобно описывать на примере звуковых волн. От длины волны зависит ее тон, а от полученной струной (и переданной звуковой волне) энергии - амплитуда волны, чем больше амплитуда - тем громче звук. При этом длина и частота волны не зависят от величины энергии, которую несет волна (тон ноты остается тем же), количество энергии влияет только на силу звука.
Про духовку
- если нагреть духовку, то внутри нее даже в отсутствие воздуха будут тусоваться э/м волны. При этом каждая волна будет переносить какую-то энергию. Волн бесконечное множество, значит, и энергии внутри будет бесконечное количество. Абсурд - значит, не все так просто.
- физики установили, что независимо от характеристик волны (длины и частоты) внутри духовки они могут переносить одно и то же количество энергии, определяемое нагревом стенок духовки. Все равно - даже если они все несут равное количество энергии, волн дохуя - опять бесконечное количество энергии.
- по э/м теории Максвелла в замкнутом пространстве духовки могут быть только волны, у которых между стенками укладывается целое число максимумов и минимумов (это просто принимаю на веру - возможно, потом захочу разобраться - из чего именно это следует)
- это ограничение отсекает туеву хучу волн, но их все равно остается бесконечно много, и каждая несет энергию - т.е. все то же бесконечное количество энергии, проблема не решена.
- планк предположил, что количество энергии, которую переносит волна, изменяется не постепенно, по нарастающей, а скачками, резким переходом на следующий энергетический уровень. Что есть некое число (номинал энергии), которому кратно каждое возможное количество переносимой волной энергии. Т.е. волна может нести 1 номинал, 2 номинала, 3 … Но не может нести половину номинала или три с половиной.
- существует некое минимальное количество энергии, которое может нести волна. Это мин.кол-во определяется частотой волны. Чем выше частота, тем выше минимальное количество энергии, переносимое волной. То есть высокочастотные волны высокоэнергетичны, и если количество энергии, которое может перенести волна в данных условиях (в этом случае - в нагретой до 200 градусов духовке) меньше, чем этот определяемый частотой минимум - то волна не будет переносить энергию вообще, т.е. останется безучастной
- в результате: энергию внутри духовки переносят только ограниченное количество волн, удовлетворяющее след.параметрам:
- их длина не больше длины духовки
- их частота не больше частоты, необходимой для переноса энергии, определяемой нагревом стенок духовки
Так как таких волн конечное количество, то и количество энергии внутри духовки конечно.