Ob≈ /властности, в таких свойствах квантовых жидкостей^ считать очень малой величиной), то применима класспч,
как сверхтекучесть и сверхпроводимость (см. также механика,≈ именно это условие и является критерием
Джозефсона эффект, Квантовый Холла эффект]. На е╦ применимости.
основе К. м. удалось объяснить природу белых карли- Истопи я создания К м
ков, нейтронных зв╦зд, выяснить механизм протекания ^ д *
термоядерных реакций в Солнце и зв╦здах. В нач. 20 в. были обнаружены две (казалось, не свн-
Ряд крупнейших техн. достижений 20 в. основан занные между собой) группы явлений, свидетельству-по существу па специфич. явлениях К, м., не имеющих ющих о неприменимости механики Ньютона и классич. аналогов в классич. механике. Так, квантовомеханич. электродинамики к процессам взаимодействия света резонансное рассеяние частиц (обусловливающее тот с веществом и к процессам, происходящим в атоме, факт, что эфф, сечение поглощения нейтронов может Первая группа явлений была связана с установленной; быть на неск. порядков больше гсом. размеров ядер) на опыте двойственной природой света ≈ д у а л и з-весьма существенно для работы ядерных реакторов, мои света (см. шике), вторая ≈ с невозмож-а явление квантовомеханич. туннелирования (под- и остью объяснить на основе классич. представлений су-барьерный переход) позволяет осуществить в земных ществовапие устойчивых атомов, а также их оптич. условиях термоядерные реакции (в т. ч. УТС), получать спектры. Установление связи между этими группами большие токи (см. Автоэлектронная эмиссия), а также явлений п попытки их объяснения и привели, в конеч-использовать в техн. целях туннельные переходы в ном сч╦те, к открытию законов К. м. тв╦рдых телах (см., напр., Туннельный диод, Сканирую- Впервые квантовые представления (в т. ч. величина h) щий туннельный микроскоп). были введены в 1900 М. Плавком (М. Planck) в работе,
Фундамент квантовой электроники составляет кван- посвящ╦нной теории теплового излучения тел (см. товомеханич. теория излучения. Законы К. м. исполь- Планка закон излучения). Существовавшая к тому вре-зуются при целенаправл. поиске и создании новых мени теория теплового излучения, построенная на ос-материалов (особенно магнитных, полупроводниковых нове классич. электродинамики и статистич. физики, и сверхпроводящих). Т. о., открытие законов К. и. приводила к бессмысленному выводу о невозможности явилось одним из важнейших факторов, приведших термодинамич. равновесия между излучением и вещест-к совр. научно-тсхн, революции, а К. м. стала в значит, вом, т. к. вся энергия должна перейти в излучение, мере «инженерной» наукой, знание к-рой необходимо не Планк разрешил это противоречие и получил результа-только физикам-исследователям, но и инженерам. ты, прекрасно согласующиеся с опытом, предположив,
что свет испускается не непрерывно (как это следовало
Место К. м. среди других наук о движении из классич. теории излучения), а определ. дискретными
порциями энергии ≈ квантами. Величина такого
В нач. 20 в. выяснилось, что классич. механика кванта энергии пропорциональна частоте света v и
Ньютона имеет огранич. область применимости п нуж- равна: E=kv. Попытки обосновать гипотезу Планка
дастся в обобщении. Во-первых, она неприменима при в рамках классич. физики оказались безуспешными,
скоростях движения тел, сравнимых со скоростью свд- Несовместимость гипотезы Планка с классическими ирод-
та. Здесь е╦ заменила релятивистская механика, по- ставлениями отмечалась, в частности, Л. Пуанкаре
строенная на основе специальной (частной) теории от- (H. Poincare).
носителыюсти Эйнштейна (см. Относительности тео- От работы Планка можно проследить две взаимосвя-
рия). Релятивистская механика включает в себя Ньто- занные линии развития, завершившиеся к 1927 окои-
топову (цсрелятивистскую) механику как частный чат. формулировкой К. м. в двух е╦ формах. Первая
случай. (Ниже термин «классич. механика» будет объе- начинается с работы А. Эйнштейна (1905), в к-рой была
динять Ньютонову и релятивистскую механику.) дана теория фотоэффекта. Развивая идею Планка,
Для классич, механики в целом характерно описание Эйнштейн предположил, что свет не только испускает-
частиц путем задания их координат и скоростей в зави- ся и поглощается, но и распространяется квантами, т. е.
си мости от времени. Такому описанию соответствует что дискретность присуща самому свету: свет состоит
движение частиц по вполне определ, траекториям, из отд. порций ≈ световых квантов, названных позднее
Однако опыт показал, что это описание не всегда сира- фотонами. Энергия фотона е≈h\. На основании этой
ведливо в случае частиц с очень малой массой (микро- гипотезы Эйнштейн объяснил установленные на опыте
частиц). В этом состоит второе ограничение примени- закономерности фотоэффекта, к-рые противоречили
мости механики Ньютона. Более общее описание дви- классической (базирующейся на классич. элсктроди-
ження да╦т К. м., к-рая включает в себя как частный намике) теории света.
случай классич. механику. К. м. делится на нереляти- Дальнейшее доказательство корпускулярного харак-
вистскую, справедливую при малых скоростях, и реля- тера света было получено в 1922 А. Комптоном (Л. Сотр-
тивистс-кую, удовлетворяющую требованиям спец. тео- ton), показавшим экспериментально, что при рассея-
рии относительности. В статье изложены основы нереля- нии рентгеновских лучей свободными электронами
тивистской К. м. (однако нек-рые общие положения происходит изменение их частоты в соответствии с за-
относятсн к квантовой теории в целом). Нерелятивист- конами упругого столкновения двух частиц ≈ фотона
екая К. м. (как и механика Ньютона для своей области и электрона (см. Комптона эффект). Кинематика
применимости) ≈ вполне законченная и логически не- столкновения определяется законами сохранения эиер-
противоречивал теория, способная в области своей при- гии и импульса, прич╦м фотону наряду с энергией сле-
менимости количественно описать в принципе любое дует приписать импульс p=A/X=Av/c (где К ≈ длина
фнз. явление. Напротив, релятивистская К. м., за световой волны). Энергия и импульс фотона связаны
исключением отд. частных задач, не может считаться соотношением £=ср, справедливым в релятивистской
замкнутой теорией, а представляет собой составную механике для частицы с нулевой массой покоя. Т. о,,
часть квантовой теории поля (со всеми присущими ей было доказано экспериментально, что наряду с извест-
трудностями). Это связано с тем, что при взаимодейет- ными волновыми свойствами (проявляющимися в ин-
вии релятивистских частиц в игру неизбежно вовле- терференции, дифракции и поляризации) свет обладает
каются полевые степени свободы. и корпускулярными свойствами. В этом состоит дуа-
Соотнопгение между классической механикой я К. м. лизм света» его корпускулярно-волновая природа. Дуа-
определяетея универс. мировой постоянной ≈ постоян- лизм содержится уже в ф-ле e=hv, но позволяющей
ной Планка Л^6,62«10~27 эрг-с (или &≈Л/2л^= 1,05X выбрать к.-л. одну из двух концепций: энергия г ха-
Х10~27 эрг-с), наз. также квантом действия, рактериэует частицу, а частота v является характери-
Если в условиях данной задачи физ- величины размер- стикой волны. Возникло формальное логич, противо-
ности действия значительно больше А (так что & можно речие: для объяснения одних явлений необходимо
