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Einsteinの量子論と量子力学批判

 これは、湯川秀樹監修、谷川安孝訳「アインシュタイン選集T」共立出版(1971年刊)より引用した。Einsteinの量子論関連論文についての谷川安孝氏の解説です。ただし、少し改変しています。
  Pais文献のW.19.や、別稿で引用しているStachelの解説や、江沢洋著「統計力学へのアインシュタインの寄与」などとと対比しながら読まれることを勧めます。





 

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1.プランクの量子仮説にたどりつくまで

(1)ステファン-ボルツマンの法則












補足説明1
 “ステファン-ボルツマンの法則”の上記の証明は後にPlanckが示したやり方です。
 ボルツマンのオリジナルの証明はこちら(あるいはこちら)をご覧下さい。

 

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(2)ウィーンの変位則








補足説明1
 (5)式から(7)式についての谷川氏の説明は、おそらくPlanckの解説を紹介されているのだと思いますが、非常に解りにくい。この部分は別稿「ウィーンの変位則(1893年)」4.Planckのオリジナルの説明を参照されて下さい。ウィーンのオリジナル論文(1893年)はこちらを参照されて下さい。

補足説明2
 上記の補足については、別稿「ウィーンの変位則(1893年)」5.(1)[補足説明2]を参照されて下さい。そこでは T/ν≡x としていますが、考え方は同じです。

補足説明3
 上記の説明については、別稿「ウィーンの変位則(1893年)」5.(2)2.[補足説明3]を参照されて下さい。そこでは T/ν≡x としていますが、考え方は同じです。

 

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(3)ウィーンの輻射公式

補足説明1
 ここは、ウィーンの原論文「黒体の放出スペクトルにおけるエネルギー分布について(1896年)」を参照されながらご覧下さい。






補足説明2
 (9)式に付いての補足です。
 ウィーンの原論文「黒体の放出スペクトルにおけるエネルギー分布について(1896年)」では振動数νの関数ではなく、波長λの関数として下記の様に与えられています。

 ところで、変数を λ から ν に変えて

と置き直すと

となりますので、ここの表現である(9)に一致します。


 

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(4)レイリー-ジーンズの輻射公式

補足説明1
 上記のRayleighの原論文「完全輻射の法則についての注意(1900年)」は別ページで引用。
 Jeansの論文は、Phil.Mag.10 (1905年) p91〜98 と、Phil.Mag.17 (1909年) p229〜276 で引用しています。
 以下の議論については、別稿「統計力学」2.(6)3.も復習されて下さい。











 

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(5)輻射のエントロピー



(a)エネルギー等分配則が成り立つとき


[補足説明1]
 最初の熱力学関係式は別稿「絶対温度とは何か(積分因子とは何か)」6.(4)3.

などから導かれる。

これから得られるdSは完全微分だから

が成り立つこと導かれる。
 この内の最初の式は、熱力学第二法則を表す式です。これを使うと

が得られる。

 

(b)ウィーンの輻射公式の場合



 

 

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(6)プランクの輻射公式


これらの論文は別稿「プランクの熱輻射法則(1900年)」で引用しています。








 

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(7)エネルギー量子の仮説













 

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2.アインシュタインの量子論

(1)光量子論






補足説明1
 ここは、Einsteinの原論文の解説 「Einsteinの光量子論(1905年)」 を参照されて下さい。

 

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(2)固体比熱の量子論

補足説明1
 上記の説明については江沢洋著 「統計力学へのアインシュタインの寄与」 も参照されて下さい。上記文献

は、別稿で英訳版を引用している Einsteinの統計力学三部作 1902年1903年1904年 の内の最初の二編です。

補足説明2
 上記文献

は、別稿 「Einsteinの光量子論(1906年)」 で引用・解説しています。







 

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(3)量子統計


補足説明1
 上記のBoseの文献は

です。これはネットからDownlordできるBoseの論文集から入手できます。
 ここに関係するEinsteinの論文は、別稿     で引用・解説しています。


 

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(4)輻射の放出と吸収の理論







 

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3.アインシュタインの量子力学批判











 

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4.「Einstein選集T」収録の量子論関連論文についての解説


補足説明1
 上記の注は

のことですが、これは Einsteinの統計力学三部作 1902年1903年1904年 の最後のものです。
 この論文については、江沢洋著 「統計力学へのアインシュタインの寄与」p116_117 も参照されて下さい。

[B1]、[古叢2.p3〜20]




[B2]、[古叢2.p23〜29]




[B3]、[古叢2.p33〜44]



[B4]

[B5]

[B6]



[B7]

[B8]


[B9]

[B10]

[B11]

[B12]



 

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5.アインシュタインの量子論と現代物理学





 

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