當前位置:首頁>科技>烤箱與量子力學的誕生
發(fā)布時間:2025-10-27閱讀(1)
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在19世紀末,物理學家已經(jīng)知道,當我們加熱一個物體時,它會釋放出電磁輻射。問題在于,他們還不知道會發(fā)出哪些波長的輻射以及發(fā)出多少輻射。他們已經(jīng)觀察到,較熱的物體比較冷的物體發(fā)出更藍的光,換句話說,發(fā)出的光的波長較短,但是還沒有人建立這種聯(lián)系的方程。 在接下來的幾十年里,科學界收集了一些關(guān)鍵事實。首先,熱量使構(gòu)成物質(zhì)的粒子來回振動;其次,物質(zhì)含有大量的正電荷和負電荷;最后,當你振動電荷時,它們會發(fā)出電磁輻射。因此可以合理地猜測,熱的東西之所以會發(fā)光,是因為內(nèi)部的電荷在受熱振動時會釋放出輻射。 1899年,就在人們對維恩的分布定律感到興奮之際,實驗者報告了使用烤箱法進行的新的高精度測量,但這個消息并不好。維恩定律或多或少適用于可見光和紫外線,但研究人員越深入紅外線,該理論的偏差就越大。 瑞利-金斯定律所以,物理學家就被困住了。一方面,我們有維恩定律,在短波上運行良好,但在長波方面與實驗不符;另一方面,瑞利-金斯定律適用于長波,但對于短波長確實災(zāi)難性的荒謬。 普朗克
最后是我們熟悉的環(huán)節(jié),物理學的救星馬克思·普朗克出現(xiàn)了,他找到了一種將兩條曲線縫合在一起的想法。他利用了一些數(shù)學技巧,讓普朗克公式在短波長下看起來像維恩定律,而在長波長下看起來像瑞利-金斯定律。普朗克的猜測與數(shù)據(jù)完美契合,適用于所有波長。他發(fā)現(xiàn)要使方程式有意義,某些項必須是整數(shù),也就是說能量必須是離散的。普朗克發(fā)現(xiàn)了量子力學。 |
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