从普朗克黑体辐射开始,量子力学开始了飞速的发展
admin
2021-01-19 22:26:06
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从普朗克黑体辐射开始,量子力学开始了飞速的发展

量子理论是科学史上能最精确地被实验检验的理论,是科学史上最成功的理论。所以它是确定的。量子物理实际上包含两个方面。一个是原子层次的物质理论——量子力学。正是由于它我们才能理解和操纵物质世界;另一个是量子场论,它在科学中起到一个完全不同的作用。

其实一开始普朗克对自己的理论并没有信心。即普朗克假定振动电子辐射的光的能量是量子化的,从而得到一个表达式,与实验符合得相当完美。他认为理论本身是很荒唐的,就像他后来所说的那样:“量子化只不过是一个走投无路的做法”。

从普朗克黑体辐射开始,量子力学开始了飞速的发展

普朗克将他的量子假设应用到辐射体表面振子的能量上,如果没有阿尔伯特·爱因斯坦,量子物理恐怕要晚一些建立。爱因斯坦毫不犹豫的断定:如果振子的能量是量子化的,那么产生光的电磁场的能量也应该是量子化的。尽管麦克斯韦理论以及一个多世纪的权威性实验都表明光具有波动性,爱因斯坦的理论还是蕴含了光的粒子性行为。

随后十多年的光电效应实验显示仅当光的能量到达一些离散的量值时才能被吸收,这些能量就像是被一个个粒子携带着一样。光的波粒二象性取决于你观察问题的着眼点,这是始终贯穿于量子物理且令人头痛的实例之一,它成为接下来20年中理论上的难题。

从普朗克黑体辐射开始,量子力学开始了飞速的发展

辐射难题促成了通往量子理论的第一步,物质悖论则促成了第二步。众所周知,原子包含正负两种电荷的粒子,异号电荷相互吸引。根据电磁理论,正负电荷彼此将螺旋式的靠近,辐射出光谱范围宽广的光,直到原子坍塌为止。

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