量子論的誕生——普朗克 1901年1月14日
科技
01-14
在物理學界,普遍認為量子論誕生於兩位偉人之手:阿爾伯特·愛因斯坦和馬克斯·普朗克,他們使量子論成為近代物理髮展的基石。
普朗克量子論的研究是從「黑體輻射」開始的。19 世紀末,魯梅爾等人得出了「黑體輻射」的實驗結果,希望能在實驗的基礎上,得到一個普遍的公式來表述黑體的輻射規律。面對這種情況,普朗克建立了一個黑體輻射公式,它在黑體輻射的全波段都能適用,而且與實驗數據契合得很好。
1901年1月14日,普朗克發表了題為「論正常光譜分布定律的理論」的論文,認為黑體輻射能量來自空腔物質中帶電粒子的振動,而這些振動是按照不同的振動模式分布的,從而得出著名的電磁波輻射能量的量子化公式。
這個公式告訴人們光的輻射能量並不是連續的,輻射能量只能一份份地以最小單位hν的整數倍方式發射出來。普朗克的量子論使人們對原子和亞原子有了全新的認識,帶動了一系列新的普適單位,成為開啟新物理領域的基礎,他因此獲得了 1918 年諾貝爾物理學獎。
普朗克的量子假說要比愛因斯坦光量子概念的提出早了約 5 年的時間,但只是針對空腔內物質原子做微小振動的振子,並沒有從理論上對電磁波的量子化做出進一步的解釋。普朗克的量子論在一開始只是一種純粹的假設,它與經典物理不相容,卻解釋了經典物理解釋不通的黑體輻射現象。正因為普朗克沒能確定電磁場的量子化,使他的量子論帶有某種根基上的局限性。