plank01 能量均分定理 气体比热问题上的失败

从1895年起，普朗克开始进行了5年之久的关于空腔共振子体系“不可逆辐射过程”的研究。他研究了封闭在一个具有理想反射壁的空腔里的电磁辐射。他假定空腔是由最简单的“共振子”即线性赫兹振子集聚而成，每个振子可以吸收周围辐射中相同频率的能量而受到激发，同时又因辐射而减弱能量，通过共振子与辐射场的相互作用而建立起平衡态。普朗克假定振子线度极小，即使在一个不大的空腔中，也可以忽略其具体结构而把它视为点偶极子辐射中心。

1899年5月，普朗克发表了《关于不可逆辐射过程》的第5篇报告。他根据经典电动力学理论，使谐振子平衡时的发射率与吸收率相等，从而得到空腔里辐射场的能量密度ρ（v，T）与具有同一频率的谐振子平均能量U（v，T）之间的关系：

 

显然，普朗克若采用能量均分定理，就会早在瑞利之前由U=kT得到瑞利-金斯公式。为什么普朗克拒绝采取这一步骤呢？一个原因是实验上的，即用能量均分定理所得到的公式和当时公认的维恩公式不符；另一个原因是当时的许多科学家对能量均分定理抱不信任态度，因为这个定理在处理气体比热问题上的失败是众所周知的