Жарықтың кванттық табиғатын растайтын тәжірибелер

Жарық фотондардың ағыны түрінде таралатыны және оның әрекетінің кванттық сипаты бірқатар тәжірибелерде тікелей дәлелденді. Солардың бір-екеуін қарастырайық.

Боте тәжірибесі. Егер жарық тіркегіш құралмен әрекеттесетін фотондар бір-біріне тәуелсіз фотондар ағынынан тұрса, онда өте әлсіз жарық ағындарын тіркегенде интенсивтіктің флуктуациялары (ауытқулары) бақылануы тиіс. Мұндай ауытқулар әр секунд сайын құралға түсетін N фотондар санының орташа мәнінен кездейсоқ ауытқудың нәтижесінде байқалады. N саны өте үлкен болса, ауытқу елеусіз, ал N кіші болғанда, мұндай ауытқуларды өлшеуге болады. Осындай тәжірибелердің алғашқысын 1924 жылы В. Боте жасады. Газ разрядты екі санағыштың арасына жұқа металл фольга Ф орналастырылады. Фольгаға қырынан қысқа толқынды рентген сәулелерінің өте әлсіз жіңішке шоғы түсіріледі. Рентген сәулелерінің әсерінен фольганың өзі интенсивтігі өте аз рентген сәулелерін шығара бастайды (рентгендік
флуоресценция), яғни фольга шығаратын фотондардың саны болымсыз аз. Рентген сәулелері санағыштарға С түскенде арнаулы М механизмдер іске қосылады. Бұл механизмдер бірқалыпты жылжып отыратын Т таспаның екі шетіне белгі соғып тұрады. Егер фольгадан шығатын рентген сәулесі толқын түрінде үздіксіз, жан-жаққа бірдей таралса, таспаның екі жағына түсетін белгілер симметриялы болып шығар еді. Ал тәжірибеде бұл белгілер ретсіз, қалай болса солай орналасқан болып шықты. Мұны тек фотондар фольгадан бір-біріне тәуелсіз, үздікті түрде, барлық бағытта ұшып шығуының нәтижесі деп түсіндіруге болады.

Вавилов тәжірибелері. Бұл тәжірибелерде өте әлсіз, интенсивтігі адам көзінің жарықты сезіну шегімен сәйкес келетін жарық көздерінің бір жанып, бір сөніп жыпылықтап тұруы бақыланды. Егер адам біраз
уақыт қараңғыда отырса, ол тек интенсивтігі белгілі бір шектік мәннен жоғары жарықты көре алады, одан әлсізді көрмейді. Мысалы, толқын ұзындығы λ=500 нм жарықты сезу үшін адам көзіне секунд сайын кем дегенде 200—400 фотон түсуі керек. Сонда жаңағы қараңғыда
жыпылықтап тұрған әлсіз жарқылдың кейбіреулерін бақылаушы адам көріп, кейбіреулерін көре алмаған. Бұдан әр жарқыл кезінде интенсивтік орташа мәнінен ауытқып отырған деген қорытынды жасауға болады, яғни ұшып шыққан фотондар саны кейде көздің көру
шегіне жетпей қалып отырған.

Жарықтың үздікті шығатынын дәлелдейтін басқа да тәжірибелер бар.Физика: Жалпы білім беретін мектептің жаратылыстану-Ф49 математика бағытындағы 11 сыныбына арналған оқулық /С. Түяқбаев, Ш. Насохова, Б. Кронгарт, т.б. — Алматы: "Мектеп" баспасы. — 384 бет, суретті. ISBN 9965-36-055-3

Дереккөздер

Санат:Физика