1
黑体辐射与普朗克能量子假设
PHYS1003S-PEP-CNLesson 4
00:00

การศึกษาการแผ่รังสีของวัตถุดำได้เปิดเผยข้อบกพร่องพื้นฐานของฟิสิกส์คลาสสิกในการอธิบายกฎของรังสีความร้อนในระดับไมโคร ซึ่งเพื่อกำจัดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า“ภัยพิบัติอัลตราไวโอเลต”พลังค์ได้ทลายแนวคิดดั้งเดิมเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงพลังงานอย่างต่อเนื่อง และเสนอสมมติฐานใหม่เกี่ยวกับ 'พลังงานควอนตัม' อย่างสร้างสรรค์ ซึ่งเป็นก้าวสำคัญที่เปลี่ยนแปลงโลก นำไปสู่การกำเนิดของฟิสิกส์ควอนตัม

ช่วงอัลตราไวโอเลตความยาวคลื่น λความเข้มของการแผ่รังสีเรย์ลี-จีนส์ (คลาสสิก)สูตรของพลังค์ (สอดคล้องกับผลการทดลอง)ภาพ: ภัยพิบัติอัลตราไวโอเลตของทฤษฎีคลาสสิกในช่วงคลื่นสั้น

กฎทางฟิสิกส์หลัก

  • วัตถุดำแบบสมบูรณ์:โมเดลทางฟิสิกส์เชิงนามธรรมที่สามารถดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกความยาวคลื่นได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่สะท้อนกลับ
  • สมมติฐานพลังงานควอนตัมของพลังค์:การแลกเปลี่ยนพลังงานไม่ต่อเนื่อง โดยหน่วยพลังงานขั้นต่ำคือพลังงานควอนตัม $\epsilon = h\nu$
  • ค่าคงที่ของพลังค์:$h = 6.626 \times 10^{-34} \text{ J} \cdot \text{s}$
💡 การเปรียบเทียบเชิงภาพ: บันไดและทางลาด
经典物理认为能量像“滑梯”一样连续;普朗克则指出微观能量像“楼梯”,你只能站在特定的台阶上。在宏观尺度看,极小的台阶远看像斜面,但在原子尺度,这种不连续性是本质属性。