1900年4月,开尔文男爵宣布了一篇名为《19世纪在热和光的动力学理论上空的乌云》的讲演,他的开篇说到:“动力学理论必定了热和光都是运动的方法,但现在这一理论的美丽性和清楚性却被两朵乌云遮盖了………”
榜首朵乌云是迈克尔逊-莫雷试验成果和以太漂移说相对立;第二朵是黑体辐射试验与理论的不一致! 两朵乌云最终生长为两座很重要的物理学理论大厦:榜首朵乌云导致了相对论的诞生、第二朵乌云导致了量子理论的诞生!
而咱们的主人公“马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克”,便是旧量子理论的创始人之一。
年青的普朗克
19世纪末,科学家们在解说黑体辐射强度和辐射频率的联系时,别离提出了两个公式,别离是瑞利、金斯公式(麦克斯韦电磁辐射理论推导所得)和维恩公式(玻尔兹曼运动粒子的视点推导所得)。
可是这两个公式都与试验现象不符:维恩公式只能契合高频规模的试验现象;而瑞利、金斯公式在低频规模契合的很好,可是在高频时辐射的能量密度就趋向了无穷大,与试验数据相差甚远,所以其时物理学家用“紫外灾祸”来描述物理理论面对的窘境!
当普朗克拿到这两个公式之后,从根本上去研讨了这两个公式的推导,并未发现任何问题,很明显,经典的理论解说不了这个现象!普朗克冥思苦索,总算,他想到了一个方法,暂时不论推导进程是不是满意经典理论,先拼凑出一个合适黑体辐射试验数据的公式再说吧,就这样他以这两个公式为依托,使用数学上的插值法,得到了一个契合试验数据的公式,也叫做普朗克公式! 通过其他科学家的试验查验,普朗克公式完全契合试验数值,普朗克信任,这必定不是偶然,这个公式的背面必定存在着某种更深层次的原因!
通过普朗克的推翻性考虑,他意识到,只是使用分子动理论来解说黑体辐射问题是远远不够的,在处理熵和几率的联系时,假如咱们也能够假定能量在发射和吸收的时分不是接连的,而是一份一份的,就能得到一个完美契合试验数据的辐射公式。
每一个最小份的能量便是一个能量子,简称量子,这个最小能量ε=hν,h是普朗克常数h=6.62559*10^-34J s
通过能量量子化假定,他得到了正确的辐射公式!
能量是一份一份的,在咱们看来或许没什么了不得,但这的确是十分难以想象的,由于从牛顿以来人们一向以为全部天然进程都是接连不断地,想想微积分、想想牛顿,谁敢应战?何况,这也太推翻人的认知了,你敢信任这样一个国际是不接连的?温度从25℃上升到30℃时,不会通过27℃这话你信吗?
这便是普朗克最巨大的当地,他告知了咱们这样一个国际是不接连的,打破了传统观念、建立了了解国际的新思路,为量子理论的诞生奠定了根底,被称为近代物理学的开拓者之一!因而,他获得了1918年的诺贝尔物理学奖!