普朗克 沒有像愛因斯坦那樣假設電磁波本身即是具有分立能量的量子化的波束,他認為這種量子化只不過是對於處在封閉區域所形成的腔(也就

来源: 2010-06-15 17:17:38 [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 本文已被阅读:

馬克斯·普朗克於1900年建立了黑體輻射定律的公式,並於1901年發表[6]。其目的是改進由威廉·維因提出的維因近似(至於描述黑體輻射的另一公式:由瑞立勛爵和金斯爵士提出的瑞立-金斯定律,其建立時間要稍晚於普朗克定律。由此可見瑞立-金斯公式所導致的「紫外災難」並不是普朗克建立黑體輻射定律的動機,參見後文敘述)。維因近似在短波範圍內和實驗數據相當符合,但在長波範圍內偏差較大;而瑞立-金斯公式則正好相反。普朗克得到的公式則在全波段範圍內都和實驗結果符合得相當好。在推導過程中,普朗克考慮將電磁場的能量按照物質中帶電振子的不同振動模式分布。得到普朗克公式的前提假設是這些振子的能量只能取某些基本能量單位的整數倍,這些基本能量單位只與電磁波的頻率有關,並且和頻率成正比。


這即是普朗克的能量量子化假說,這一假說的提出比愛因斯坦為解釋光電效應而提出的光子概念還要至少早五年。然而普朗克並沒有像愛因斯坦那樣假設電磁波本身即是具有分立能量的量子化的波束,他認為這種量子化只不過是對於處在封閉區域所形成的腔(也就是構成物質的原子)內的微小振子而言的,用半古典的語言來說就是束縛態必然導出量子化。普朗克沒能為這一量子化假設給出更多的物理解釋,他只是相信這是一種數學上的推導手段,從而能夠使理論和經驗上的實驗數據在全波段範圍內符合。不過最終普朗克的量子化假說和愛因斯坦的光子假說都成為了量子力學的基石。