|
发表于 2019-5-16 21:22:51
|
显示全部楼层
施郁
(复旦大学物理学系教授)
量子力学起源于世纪之交,当时一些实验发现不能在经典物理范畴内解释。其中最著名的是黑体辐射的能谱。
黑体是说,任何光,或者说任何电磁波,不管它的波长多长,落在上面,都不会被反射。 但是黑体能够自己发出电磁波。电磁波有各种波长。在一定的温度下,对于一个给定的体积内的电磁波,每个波长的电磁波成分有多少能量呢?这就是能量密度与波长的关系,叫做黑体辐射的能谱。经过实验家们的努力,这个能谱被定下来。
但是,根据当时的热力学和麦克斯韦电磁学始终不能解释这个实验结果。
1900年10月7日下午,柏林,获得最新实验结果的鲁本斯和他的夫人拜访了搞理论研究的同事普朗克。鲁本斯最新获得了波长很长的情况下的结果。在这之前,维恩确定了对于波长很短的情况下的一个公式,叫做维恩定律。
客人走后,普朗克很快就找到了一个公式,在波长很短的情况会退化为维恩定律,在波长很短的情况会退化为维恩定律,在波长很长的情况下又会退化为鲁本斯的最新结果。
这个公式就是普朗克公式。普朗克是黑体辐射的专家,研究了多年,但是他居然在几小时内得到正确无误的公式,还是让人惊讶!
从十月到十二月,普朗克努力试图从理论上推导出这个公式。最后,他成功了,但是必须假设物质辐射电磁波的能量,必须一份一份地每一份的能量反比于波长。他把它叫做量子。
量子理论就此诞生了。 |
|