V knize A. Beiser „Perspectives of Modem Physics“, jejíž překlad pod názvem „Úvod do moderní fyziky“ je předkládán českému čtenáři, je uplatněno spíše druhé hledisko (i když výklad začíná speciální teorií relativity). Zde by bylo možno se podivit disonanci, že anglické slovo „perspectives“ je přeloženo jako „úvod“. Slovo perspektiva, alespoň v češtině, nezdá se plně vystihovat skutečný obsah díla a zatímco v angličtině knih podobného obsahu jako kniha Beiserova vyšla celá řada a názvy mnohých z nich začínají slovem „Introduction“, tj. „Úvod“, v češtině takových knih máme poskrovnu, jsou-li vůbec k dispozici. Ve prospěch tohoto volnějšího překladu (jednoho slova) svědčí nakonec i autorova předmluva, v níž jsou jasně vyloženy jak jeho přístup k celé látce a jejímu výběru, tak i pojetí výkladu po stránce metodické. Z těchto Beiserových řádků je zřejmé, že jde o úvodní učebnici, nechceme-li se dovolávat přímo vlastního obsahu knihy.
6 Rotační spektra
Spojité rozdělení energií objevuje jen při translačních pohybech molekul. rec. Pícka obsahuje vizmutové páry teplotě asi 800 °C, nichž část uniká
štěrbinou kolimována druhou štěrbinou poblíž prvé.35) rotační energetické hladiny molekuly. let Zartman Ko15'3), byla použita aparatura znázorněná
na obr.
Degenerace vzniká proto, složka libovolném určitém směru) momentu
hybnosti může nabývat všech hodnot, které jsou násobky —Jh přes Jh,
tj. Při pokusu, který provedli
počátkem 30. výsledného rozdělení vizmutu usa
zeného destičce možno odvodit rozdělení rychlostí svazku, toto rozdělení
souhlasí předpovědí Maxwellovy-Boltzmannovy statistiky.7.35) řio^j exp (-E ,
což prostě (15.
15.
Užijme vztahu (15.
Tyto molekuly dopadnou skleněnou destičku protější stěně bubnu různých
časech, závislosti svých rychlostech. Nad druhou štěrbinou je
buben, jenž otáčí kolem vodorovné osy 6000krát minutu. (Střední energie molekul ovšem při 273 stejná
v kyslíku vodíku. (Stejným způ
sobem lze vyšetřovat relativní obsazení atomových energetických hladin.) Jak víme,
danému rotačnímu kvantovému číslu může odpovídat více než jeden rotační stav.)
Svazek molekul vystupující štěrbiny stěně pícky byl základem přímého
testu Maxwellova-Boltzmannova rozdělení rychlostí. Protože buben otáčí, narážejí rychlejší
a pomalejší molekuly různá místa destičky.20) místo exp —a) E^kT místo /?«;. Faktor tzv. Jak jsme
viděli kap.Statistická mechanika
než kyslíku při téže teplotě. 14, rotace vibrace molekuly jsou kvantované dovolené jsou jen určité
energie E{. celkem možných hodnot. 45. Činitel exp —E,//cT),
často nazývaný Boltzmannův faktor, vyjadřuje relativní pravděpodobnost, kvan
tový stav energií bude při teplotě obsazen. 15.
odpovídající buňky fázovém prostoru mají všechny stejný objem, takže apriorní
pravděpodobnost energetická hladina bude obsazena, rovná počtu stavů
spojených touto hladinou. Existuje tedy možných orientací vek
15'3) Jiní autoři, například Costa, Smyth Compton, potvrdili podobným
způsobem Maxwellovo rozdělení rychlostí koncem dvacátých let; viz Záviška 1951, str. multiplicita (neboli
statistická váha) hladiny, počet kvantových stavů, jež mají stejnou energii ;.
Pozn. Maxwellův-Boltzmannův rozdělovači zákon pro energie těchto typů lze
psát jako
(15.
Všechny kvantové stavy předpokládají stejnou apriorní pravděpodobností, tj. okamžicích, kdy
štěrbina bubnu protíná vizmutový paprsek, dostane bubnu dávka molekul.
378
