Есть ли реальность за вашей спиной? О квантовой физике простым языком

• Излучение или поглощение энергии происходит только при переходе с одной орбиты на другую.

Орбита и энергетическое состояние

На картинке электрон находится в стационарном энергетическом состоянии и может перейти на соседнюю орбиту. Это называется «квантовый скачок». Дальше я напишу формулу, по которой вычисляется величина этого «скачка», а пока важно понять: квантовый скачок – это самое малое изменение энергии, которое только возможно.

Забавно, когда понятие «квантовый скачок» используют в качестве синонима невероятно большого роста. Будьте с этим аккуратны!

И помните: квантовый скачок – это не только крошечное изменение энергии. Это изменение может быть как увеличением, так и уменьшением энергии.

#физикишутят

В лаборатории Резерфорда в 1920‑е годы работал талантливый русский физик Пётр Капица. Во время обучения в Московском университете он твёрдо решил, что хочет поехать в аспирантуру к Резерфорду. Капица добился поездки в Англию. Но Резерфорд, руководивший в то время тридцатью аспирантами, не захотел принимать нового. Ему и в голову не приходило, что этот русский станет одним из его любимых учеников и соавтором в области фундаментальных исследований в физике низких температур.

Появившись у Резерфорда, Капица попытался убедить учёного взять его к себе, но услышал отказ. Тогда Капица привёл следующий нестандартный довод. «У вас тридцать аспирантов?» – спросил он. «Да, и больше мне не нужно», – ответил Резерфорд. «А какова обычно погрешность измерений в вашей лаборатории?» – «Около трёх процентов». Капица моментально парировал: «Ну вот видите! Тридцать один аспирант точно укладывается в пределы погрешности!» После этого вопрос с аспирантурой был решён.

 Задание

Подумайте, какие нестандартные методы вы используете для достижения своих целей.

Принцип запрета Паули

Когда мы смотрим на модель атома Бора, у нас возникает интересный вопрос: почему все электроны в атоме не находятся на самой нижней орбите? (Нижняя орбита – это та, которая находится ближе всего к ядру и обладает минимальной энергией.)

Ответ дал Вольфганг Паули в 1925 году, сформулировав свой принцип исключения: на каждом энергетическом уровне может находиться только один электрон. Если уровень занят, следующий электрон займёт свободный, более высокий энергетический уровень. Уровни будут заполняться от минимальной энергии к максимальной.

#физикишутят

Вольфганг Паули был одним из создателей квантовой физики и стопроцентным теоретиком. Его неспособность обращаться с любым экспериментальным оборудованием вошла у друзей в поговорку. Физики-экспериментаторы даже не позволяли ему заходить в лабораторию и разговаривали с ним через закрытую дверь. Утверждали, что ему достаточно просто войти в кабинет, чтобы в нём что‑нибудь сразу же переставало работать. Это мистическое явление окрестили эффектом Паули. Однажды в физической лаборатории в Гёттингене произошёл сильный взрыв. Время взрыва было точно зафиксировано. Как потом оказалось, ЧП случилось именно тогда, когда поезд, в котором ехал Паули, остановился на несколько минут в Гёттингене.

 Задание