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 江沢洋著 「現代物理学」 朝倉書店(1996年)

第 1章 力学的な世界観
第 2章 電磁場と光
第 3章 相対性理論(1)
第 4章 相対性理論(2)
第 5章 原子論の発展
第 6章 電子とその役割
第 7章 放射能の発見と原子核
第 8章 量子の発見
    1.空洞輻射
        1-1.スペクトルに分ける  1-2.空洞・温度計・輻射計  1-3.測定の結果  1-4.空洞の利点
    2.ウィーンとレイリー
        2-1.ウィーンの変位則  2-2.シュテファン-ボルツマンの法則  2-3.ウィーンの式
        2-4.レイリーの式  2-5.振動のモードの数  2-6.再びレイリーの式について
    3.プランクの量子
        3-1.量子の分配  3-2.各波長への割り振り  3-3.最もおこりやすい割り振りを定める
        3-4.βとは何か  3-5.プランクの輻射公式  3-6.エネルギー量子が意味するもの
    4.光量子
        4-1.発見法的見地  4-2.変革へ  4-3.コンプトン効果  4-4.光量子と電子の衝突
        4-5.ドップラー効果による解釈
    5.演習問題
第 9章 前期量子論
第10章 量子力学の誕生
第11章 観測の理論
第12章 角運動量の量子力学
第13章 原子の構造
第14章 エネルギー準位と物質の構造
第15章 素粒子


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8-1-1



8-1-2



8-1-3

 Drudes Ann. 6, p192〜210, 1901年

8-1-4


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8-2-1

 “ウィーンの変位則” の詳細はこちらを参照

8-2-2

 “シュテファン-ボルツマンの法則” の詳細はこちらを参照

8-2-3




8-2-4



8-2-5


 レイリーが上記の輻射分布則を提案した1900年6月論文。  上記レイリーの説明に付いては「プランクの熱輻射法則(1900年)」6.(1)[補足説明1]も参照されたし。


































8-2-6


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 本節は、「プランクの熱輻射法則(1900年)」8.(1)4.で注意した、全固有振動数系を含む全体系についてエネルギーの分配確率が最大値をとる場合に成り立つ事柄、すなわち “異なる振動数の振動子系の温度が等しくなる” ことを説明するものです。
 この事に関して、特に8-3-3の囲み記事が重要で、これはプランクが本文の4.(5)2.で説明している事柄を分配数Wの議論に焼き直したものです。S=kBlogeであることに注意されて、その部分と比較しながら読まれる良いでしょう。
 これはSを統計(確率)的に導くのではなくて、最初からいきなりdS/dUを導くものです。dS/dUは1/Tそのものなのですから、これからプランクの輻射公式が導かれるのは当然です。

8-3-1




8-3-2




8-3-3








 8-3-4





8-3-5



 Drudes Ann. 4, p649〜666, 1901年


 以下の説明に付いては 「プランクの熱輻射法則(1900年)」9.(2)2. を参照されたし。


8-3-6






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8-4-1

 「Einsteinの光量子論(1905年)」 を参照されたし。

 上記のJeans論文(1905年)はこちらです。
   Jeans、「物質とエーテルの間のエネルギーの配分について(1905年)」
   Jeans、「Temperature-Radiation and the Partition of Energy in Continuous Media(1909年)」
8-4-2


8-4-3


 図4.1はX線の波長を測る方法を説明しているのですが、説明文の意味が飲み込めないと思います。詳しくは 「アボガドロ数の測定法」3. を御覧下さい。




8-4-4

 衝突される電子は原子に束縛されているが、その束縛エネルギー(1 eV=1.60×10-19 J の10倍程度)は衝突するX〜γ線のエネルギー(hν〜約17400eV≒17keV 程度)に比べて無視できるので、電子は衝突前は静止しているとできる。

 上記の“演習問題[4.2]の関係”は、「相対論的力学」の2.[補足説明6]3.(4)などを参照されたし。


 以下の実験・考察は、別稿「コンプトン効果(1922年)と相対論的力学」1.(2)2.の実験から更に、線源をX線からγ線に強化し、標的元素も様々に変えた拡張実験の結論です。

 下記のウィルソンの霧箱による検証実験に付いては別稿「コンプトン効果(1922年)と相対論的力学」3.を参照。

8-4-5





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8-5-1

8-5-2

8-5-3

8-6

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