Как се раждат и умират квантите

Влязохте в стаята и включихте ключа. Светна крушка, осветяваща стените, тавана, пода и всички предмети в нея. Но тогава изключихте светлината и стаята отново потъна в мрак.

Откъде идват квантите на светлината, когато светлината е била включена, и къде са изчезнали, когато е изгаснала? Дали квантите са възникнали „от нищото“ и просто са изчезнали безследно?

Но дори М. В. Ломоносов пише: „Всички промени в природата, които се случват, са същността на състоянието *, че колко се взема от едно тяло, толкова много ще се добави към друго. И така, ако там, където малко материя намалее, тя ще се умножи на друго място "..." Този универсален природен закон се простира и в самите правила на движение: тъй като тяло, което движи друго със силата си, губи толкова много от себе си, колкото и комуникира с друг, което движение получава ".

Що се отнася до явлението, което разглеждаме, това означава, че когато се излъчва светлина, светлинното тяло „нещо“ губи, но осветеното „нещо“ печели. Това „нещо“ очевидно е леки кванти. Възниква напълно естествен въпрос - откъде идват всички тези кванти, излъчвани от светещи тела?.

Вече казахме, че електроните в атомите могат да бъдат на различни енергийни нива. Ако електрон се окаже на едно от повишените нива, след като е престоял там за много кратко време, той се връща към някое от по-ниските нива, по-специално, до най-ниското, така нареченото нормално ниво. Излишната енергия, освободена по време на такива преходи, може да бъде излъчена под формата на квант светлина, чиято енергия е равна на разликата

енергии на електрон на горното и долното ниво. Ако протича обратният процес - светлината, удряща атома от външен източник, тогава погълнатият квант ще прехвърли един от електроните на по-високо енергийно ниво, тоест ще предизвика възбуждане.

Би било обаче напълно погрешно да си представим, че квант, погълнат от атом, „седи“ в този възбуден атом и след това, когато се излъчи, „изскача“ от него. По-правилно е да се каже, че атом и квант, взаимодействайки, се трансформират в възбуден атом, а в обратния процес, по време на радиацията, възбуденият атом се превръща в две други частици - нормален атом и квант.

На пръв поглед може да изглежда, че тук не се спазва законът за запазване на материята. Предполага се, че квант може да се „роди“ или да изчезне от нищото. Това всъщност не е вярно. Доказано е, че преобразуването на възбуден атом в нормален атом и квант или обратното преобразуване на нормален атом и квант в възбуден атом се случва при пълно спазване на закона за запазване на енергията.

Но според съвременните физически концепции между двете основни величини, които характеризират свойствата на движещата се материя, тоест между енергията и масата, винаги има строг