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DOC.
38 QUANTUM THEORY
OF
RADIATION
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Damit
das
genannte
Resultat sich
ergebe,
bedarf
es
aber
einer
gewissen
Ergänzung
der früher
zugrunde
gelegten
Hypo-
thesen,
welche sich
lediglich
auf
den
Austausch der
Energie
bezogen.
Es entsteht die Frage: Erhält
das Molekül
einen
Stoß,
wenn es
die
Energie
E
absorbiert oder emittiert? Betrachten wir
vom
Standpunkt
der
klassischen
Elektrodynamik beispielsweise
die Ausstrahlung.
Wenn
ein Körper
die
Energie
E
ausstrahlt,
so
erhält
er
den
Rückstoß
(Impuls)
E/c,
wenn
die
ganze
Strahlungs-
menge
E
nach
der
gleichen Richtung ausgestrahlt wird. Erfolgt
aber die
Ausstrahlung
durch
einen
räumlich
symmetrischen Vor-
gang,
z.
B. Kugelwellen,
so
kommt überhaupt
kein Rückstoß
zu-
stande.
Diese
Alternative
spielt
auch
bei
der
Quantentheorie
der
Strahlung
eine Rolle. Nimmt ein Molekül beim Über-
gang von
einem
quantentheoretisch
möglichen
Zustand
in einen
andern die
Energie
E
in
Form
von
Strahlung
auf,
oder gibt
es
hiebei
die
Energie in Form
von
Strahlung
ab,
so
kann
ein
der-
artiger
Elementarprozeß
als ein teilweise oder
vollständig
räum-
lich gerichteter oder auch als ein
symmetrischer (nicht gerichteter)
gedacht
werden. Es
zeigt
sich
nun,
daß
wir
nur
dann
zu
einer
widerspruchslosen
Theorie gelangen,
wenn
wir jene Elementarprozesse
als
vollständig
[8]
gerichtete Vorgänge
auffassen; hierin
liegt
das
Haupt-
ergebnis
der
nachfolgenden Betrachtungen.
§
1.
Grundhypothese
der
Quantentheorie. Kanonische Zustands-
verteilung.
Nach der
Quantentheorie
vermag
ein
Molekül
bestimmter
Art,
abgesehen
von
seiner
Orientierung
und
Translationsbewegung,
nur
eine diskrete Reihe
von
Zuständen
Z1,
Z2
...
Zn
...
anzunehmen,
deren
(innere) Energie
E1
E2
...
En
...
sei.
Gehören
Moleküle
dieser Art einem
Gas
von
der
Temperatur T
an,
so
ist
die
relative
Häufigkeit
Wn
dieser Zustände
Zn
durch die der kanonischen
Zu-
standsverteilung
der
statistischen
Mechanik entsprechende
Formel
En
Wn
= pn
e
KT
(5)
gegeben.
In dieser Formel
ist k
=
R/N
die
bekannte Boltzmann'sche
Konstante,
Pn
eine für das
Molekül und den
n-ten
Quantenzustand