Техника - молодёжи 1947-02, страница 24

Современная наука и техника используют весь электромагнитный спектр, начиная от самой длинноволновой части — промышленных частот—и кончая космическими лучами. Вдоль спектра на нашем рисунке изображены некоторые из источников электромагнитных колебаний: электрический генератор; радиостанции длинноволновые и коротковолновые; радарная установка; печка и утюг, которые излучают инфра-

постепенно. Что же иначе заставляет вылетать электроды из катода, как не энергия света?

— Но тогда это означает, — говорит пораженный физик, — что свет —это не волны, а словно поток из отдельных частиц, несущих энергию!

И это недоумение физика прошлого века, впервые заподозрившего, что свет—это не только волны, так же закон-» но, как и изумление ученых, первыми наблюдавших дифракцию частиц материи — электронов. Для того чтобы "перестать изумляться этим необычайным явлениям, надо отказаться от применимости к микромиру обычных понятий и законов физики мира больших «вещей.

Дифракционные кольца -в электронографе доказывают со всей очевидностью, что электроны, эти несомненные, казалось бы, частицы, имеют волновую природу. И, подобно этому, спектральные линии в спектроскопе или явление фотоэффекта неизбежно приводят к догадке, что свет, как и остальные сорта излучений, — это не только волны, но и поток каких-то частиц.

Современная физика называет эти частицы «фотонами» или «квантами».

Первое название происходит от греческого слова «фос» — свет, iBTopoe—от латинского «квантум», что означает «сколько». Физик, говоря слово «квант», как бы спрашивает: сколько?

И этот вопрос имеет свой смысл. Нельзя забывать, что свет переносит с собою энергию — внутреннюю энергию атома. И если свет может выказывать свойства частиц, то это означает, что эти таинственные световые частицы — фотоны — несут световую энергию в виде отдельных прерывистых порций. Другими словами, с каждым фотоном связан квант, то есть по-русски порция энергии, унесенной фотоном из атома.

Поразительное открытие!

Ученые прошлого века пребывали в абсолютном убеждении, что со светом связан непрерывный волновой процесс передачи электромагнитной энергии. И вот оказывается, что эта энергия передается совсем иным способом, <в виде энергии особых частиц — фотонов, летящих из источника света, словно пули из пулемета. И это означает, что в природе нет световых волн, подобных волнам большого мира, а есть лишь волновые свойства света, проявляемые им, например, в явлениях дифракции, и есть свойства света как потока отдель-

24

из катода. Они смогут это сделать не раньше, чем получат от света достаточно энергии, чтобы покинуть ато^ы вещества. Как известно, свет —это электромагнитные волны..,— Тут физик исписывает несколько строчек формулами, подставляет. -в них числа и объявляет результат: — Только через четыре часа заработает ваш прибор, молодой человек! бы, вероятно, изобретаете новые типы будильников?

— Нет, не совсем, — скромно отвечает инженер, — Видите ли, я думал употребить это устройство для оповещения о пожарах. Если в доме что-нибудь загорится, то яркий свет, попа® на катод...

Но тут ученый начинает смеяться.

— Для извещения о пожарах! — восклицает он. —Вот так блестящее изобретение! Да с вашим прибором успеет выгореть целый квартал!

Но инженер, не смущаясь, начинает что-то делать на лабораторном столе. Он протягивает провода, устанавливает аккумуляторы...

— Что это вы делаете? — спрашивает его физик.

— Хочу проверить ваши расчеты на опыте, — отвечает инженер. — Видите, я собираю электрическую схему, соединенную с обычным звонком. Сейчас я освещу фотоэлемент, и мы, может быть, услышим,.»

— Конечно, услышим, — перебивает его ученый, —но не раньше полуночи, так как сейчас ровно восемь часов. Поэтому, с вашего разрешения, я отправлюсь поужинать.

Но едва физик успевает приподняться из-за стола, как в комнате раздается внезапный звонок.

— Вы случайно замкнули провод? — спрашивает он инженера.

— Ничего подобного, — отвечает тот улыбаясь, —я просто осветил катод фотоэлемента. Смотрите, я тушу свет» и звонок не звонит. А вот я опять зажигаю свет...

Физик ошеломлен.

— Ваш прибор действует мгновенно! — восклицает он в изумлении. — Неужели я ошибся в расчете?

Он хватает свои вычисления, проверяет их вновь и получает то же число—четыре часа.

— Вещество катода поглощает световую энергию постепенно из электромагнитной волны, — взволнованно говорит физик. — Пока- катод не накопит всей порции энергии, нужной электронам, чтобы прорвать поверхность катода, электроны не могут покинуть его. И это должно произойти, если права арифметика, через четыре часа. А ваш прибор работает так, как если бы электроны в катоде сразу, моментально получили нужную им порцию энергии, словно луч света приносит им эту энергию не постепенно путем волнового процесса, а отдельными порциями. Но это какой-то абсурд!

— И тем не менее это факт, — отвечает инженер. —Вы видите сами, что катод получает эту энергию сразу, а не