Для предотвращения "ультрафиолетовой катастрофы" Макс Планк "заставил" атомные осцилляторы излучать не непрерывные световые волны разной частоты, а порции или кванты света разной частоты. Появилась постоянная Планка, которую Луи де Бройль назвал "таинственной постоянной". Многие историки науки обращали внимание, что Планк получил формулу зависимости энергии излучения от длины волны для заданной температуры абсолютно чёрного тела путём подбора и даже произвольных допущений. Тем не менее, успешность гипотезы Планка не вызывает сомнений, подтверждается экспериментально и объясняет спектр излучения, например, Солнца. Относительная ширина спектра излучения Планка есть величина постоянная и не зависит от температуры чёрного тела. Относительная ширина спектра - это отношение ширины спектра на уровне, например, 0,5 от максимального значения к центральной или резонансной частоте.
Успешность гипотезы Планка наводит на мысль, что законы классической физики неприемлемы в физике микромира. Так ли это? А конкретнее, можно ли "ультрафиолетовую катастрофу" предотвратить с помощью классических резонаторов?
Итак, атомные резонаторы излучают свет порциями и не только потому, что так захотел Планк, а потому, что резонаторы, независимо от их физической природы, после возбуждения их ударом или скачком постоянного электрического тока излучают затухающие во времени колебания. Это и есть модель излучения кванта света атомным резонатором. Длительность затухающих во времени колебаний зависит от добротности резонаторов. Возникает вопрос: атомные резонаторы имеют одинаковую или разную добротность?
Что такое добротность классического резонатора? Добротность - одна из общих характеристик, присущих любым колебательным системам независимо от их физической природы. Добротность - это величина, пропорциональная числу периодов колебаний, которые успевает совершить система за время переходного процесса вплоть до момента затухания, определяемого любым известным способом. Чем выше добротность, тем меньше ширина частотной характеристики резонатора. Обратная величина добротности - это относительная ширина частотной характеристики резонатора. Таким образом, по относительной ширине спектра квантов света разной частоты можно определить длительность во времени квантов света разной частоты. И снова возникает вопрос: длительность во времени квантов света разной частоты одинаковая или разная?
Для наглядности рассмотрим длительность звучания большого колокола и маленького колокольчика. Если стукнуть по этим колоколам, то большой, низкочастотный колокол будет гудеть значительно дольше по времени, чем высокочастотный колокольчик. Но число периодов колебаний, совершённых этими колоколами будет одинаковым. Это означает, что эти резонаторы имеют одинаковую добротность или одинаковую относительную ширину частотной характеристики и, соответственно, относительная ширина спектров звучания этих колоколов одинаковая. Но маленький, высокочастотный колокольчик звенит во времени короче, чем большой колокол.
Что утверждают известные авторы книг по квантовой физике о длительности во времени квантов света разной частоты? Например, Ландсберг Г. С. в книге "Оптика", 1976 г. утверждает, что длительность излучения атомов разных частот должна быть разная, но не конкретизирует причину этой разности. Вихман Э. в книге "Квантовая физика", 1974 г. утверждает более конкретно, что относительная ширина спектральных линий разной частоты, примерно, одинаковая и уточняет внешние причины, влияющие на расширение спектральных линий.
Я позволю себе утверждать, что добротность атомных резонаторов разной частоты одинаковая и, соответственно, длительность квантов света во времени для разных частот разная, но число периодов колебаний у квантов света одинаковое. Таким образом, кванты света синего, а тем более ультрафиолетового цвета короткие во времени, чем кванты света красного цвета. А может это и есть решение "ультрафиолетовой катастрофы" по законам классической физики? Кванты света - это самоподобные затухающие колебания. Кванты сета - это яркий пример проявления фрактальности и самоподобия в Природе.
Кроме того, относительная ширина спектра излучения Планка тоже величина постоянная, равная 1. Если синтезировать временную функцию спектра Планка, то это будет двухполярный импульс или один период колебания. Это элементарный волновой импульс. Волновое движение энергии - это тоже пример фрактальности и самоподобия в Природе.
Определение характеристик элементарного волнового импульса в популярном изложении можно посмотреть в публикации "Классический принцип неопределённости". А историю появления сомнений в спектрах Фурье можно посмотреть в публикации "Физически ненаблюдаемые или исповедь еретика".