Теорема о равнораспределении: различия между версиями

орфография url) #IABot (v2.0.8.2) (GreenC bot
м (орфография)
(орфография url) #IABot (v2.0.8.2) (GreenC bot)
Третье разногласие связано с теплоёмкостью металлов.<ref name="kittel_1996" >{{книга |год=1996 |заглавие=Introduction to Solid State Physics |издательство=[[John Wiley & Sons|John Wiley and Sons]] |место=New York |id=ISBN 978-0-471-11181-8 |страницы=151—156 |ref=Kittel |автор=Kittel, C. }}</ref> Согласно классической [[модель Друде|модели Друде]], электроны в металле ведут себя как идеальный газ и соответственно должны давать вклад (3/2)''N<sub>e</sub> k<sub>B</sub>'', где ''N<sub>e</sub>'' — число электронов, в теплоёмкость металла по теореме о равнораспределении. Экспериментально, однако, вклад электронов в теплоёмкость невелик: молярные теплоёмкости различных проводников и диэлектриков практически совпадают.<ref name="kittel_1996" /> (См. также раздел «[[#Ограничения, накладываемые квантовой механикой|Ограничения, накладываемые квантовой механикой]]»).
 
Были предложены несколько объяснений неточности теоремы о равнораспределении при определении теплоёмкостей. [[Больцман, Людвиг|Больцман]] защищал доказательство своей теоремы как правильное, но предположил, что газы могут не быть в [[тепловое равновесие|тепловом равновесии]] из-за их взаимодействия с [[светоносный эфир|эфиром]].<ref>{{статья |заглавие=On certain Questions of the Theory of Gases |издание=Nature |том=51 |страницы=413—415 |язык=en |автор=[[Больцман, Людвиг|Boltzmann, L.]] |год=1895 }}</ref> [[Лорд Кельвин]] предположил, что вывод теоремы о равнораспределении должен быть неверен, поскольку её выводы расходятся с экспериментом, но не смог указать ошибку.<ref>{{книга|ref=Thomson|автор=[[Томсон, Уильям (лорд Кельвин)|Thomson, W.]]|заглавие=Baltimore Lectures|год=1904|место=Baltimore|издательство={{Нп3|Johns Hopkins University Press}}|страницы=Sec. 27}} Перепечатана в 1987 году издательством MIT Press под названием ''Kelvin’s Baltimore Lectures and Modern Theoretical Physics: Historical and Philosophical Perspectives'' (Robert Kargon and Peter Achinstein, editors). ISBN 978-0-262-11117-1</ref> [[Лорд Рэлей]] вместо этого выдвинул более радикальную гипотезу, заключающуюся в том что и теорема о равнораспределении и экспериментальное предположение о тепловом равновесии верны, но чтобы согласовать их, он высказался о потребности нового принципа, который обеспечит ''побег от разрушительной простоты'' теоремы о равнораспределении.<ref>{{статья |заглавие=The Law of Partition of Kinetic Energy |издание=[[Philosophical Magazine]] |том=49 |страницы=98—118 |язык=en |автор=[[Стретт, Джон Уильям (лорд Рэлей)|Rayleigh, J. W. S.]] |год=1900 |тип=journal}}</ref> [[Альберт Эйнштейн]] показал путь для разрешения этого противоречия, когда в 1907 году показал, что эти аномалии в теплоёмкости возникают из-за квантовых эффектов, в частности квантования энергии упругих колебаний твёрдого тела.<ref>{{статья |заглавие=Die Plancksche Theorie der Strahlung und die Theorie der spezifischen Wärme (The Planck theory of radiation and the theory of specific heat) |издание=[[Annalen der Physik]] |том=22 |страницы=180—190 |автор=[[Эйнштейн, Альберт|Einstein, A.]] |год=1907 }}{{de icon}}</ref><ref>{{статья |заглавие=Berichtigung zu meiner Arbeit: 'Die Plancksche Theorie der Strahlung und die Theorie der spezifischen Wärme' (Correction to previous article) |издание=[[Annalen der Physik]] |том=22 |страницы=800 |язык=de |тип=magazin |автор=[[Эйнштейн, Альберт|Einstein, A.]] |год=1907}} {{de icon}}</ref><ref>{{статья |заглавие=Eine Beziehung zwischen dem elastischen Verhalten and der spezifischen Wärme bei festen Körpern mit einatomigem Molekül (A connection between the elastic behavior and the specific heat of solids with single-atom molecules) |издание=[[Annalen der Physik]] |том=34 |страницы=170—174 |ссылка=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15337j |автор=[[Эйнштейн, Альберт|Einstein, A.]] |год=1911 }} {{de icon}}</ref><ref>{{статья |заглавие=Bemerkung zu meiner Arbeit: 'Eine Beziehung zwischen dem elastischen Verhalten and der spezifischen Wärme bei festen Körpern mit einatomigem Molekül' (Comment on previous article) |издание=[[Annalen der Physik]] |том=34 |страницы=590 |ссылка=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15337j |язык=de |тип=magazin |автор=[[Эйнштейн, Альберт|Einstein, A.]] |год=1911}} {{de icon}}</ref><ref>{{статья |заглавие=Elementare Betrachtungen über die thermische Molekularbewegung in festen Körpern (Elementary observations on the thermal movements of molecules in solids) |издание=[[Annalen der Physik]] |том=35 |страницы=679—694 |ссылка=http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k15338w |автор=[[Эйнштейн, Альберт|Einstein, A.]] |год=1911 }} {{de icon}}</ref> Эйнштейн использовал неточность закона равнораспределения как довод в пользу того, что требуется новая квантовая теория вещества.<ref name="pais_1982" /> Эксперименты [[Нернст, Вальтер|Нернста]] в 1910 году по измерению теплоёмкости при низких температурах<ref>{{статья |заглавие=Untersuchungen über die spezifische Wärme bei tiefen Temperaturen. II. (Investigations into the specific heat at low temperatures) |издание=Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften |том=1910 |страницы=262—282 |язык=en |тип=journal |автор=[[Нернст, Вальтер Герман|Nernst, W.]] |год=1910}} {{de icon}}</ref> подтвердили теорию Эйнштейна и привели к широкой поддержке [[квантовая теория|квантовой теории]] среди физиков.<ref>{{книга |год=1971 |заглавие=The Genesis of Quantum Theory (1899–1913) |ссылкаurl=https://archive.org/details/genesisofquantum00herm |издание=original title: ''Frühgeschichte der Quantentheorie (1899–1913)'', translated by Claude W. Nash |издательство=[[MIT Press|The MIT Press]] |место=Cambridge, MA |isbn=0-262-08047-8, {{LCCN|73||151106}} |страницы=[https://archive.org/details/genesisofquantum00herm/page/124 124]—145 |ref=Hermann |язык=en |автор=Hermann, Armin}}</ref>
 
== Общая формулировка теоремы о равнораспределении ==