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    量子力学史话Ⅱ:开服玩家普朗克

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    • 1900年10月7日,实验物理学家鲁本斯叩响他家的橡木门,带来一组精确到小点后六位的红外波段新数据


      在这之前,普朗克研究黑体辐射的过程中,一直尝试用经典统计力学工具修补裂缝,却总在某个临界点遭遇数值的暴动。于是,在这个10月,普朗克开始尝试使用完全数学归纳的方式,来创造一套完备的公式贴合实验数据 — — 在完全不考虑其物理意义的前提下。


      于是他得到了一个公式,不管是长波区还是短波区,都能很好地贴合实验数据,能够精准地预测。

      但这个公式严格来讲只是对现有数据的归纳梳理,是一个“经验公式” — — 也就是说,它不能从物理意义上解释任何事情。

      这是物理学家不能满足的。

      因此,普朗克从上一篇的帅照,变成了这样(高能预警):

      量子力学史话Ⅱ:开服玩家普朗克

      为给这个“经验公式”寻找物理解释,普朗克在两个月后做出惊人假设

      黑体的热辐射必须发生在离散的“量子”中,最小单位就是E=hν。

      这个思想有多炸裂呢?就相当于我今天告诉你,你家自来的水龙头是一克水一克水地往出流的。你想要控制水龙头,流出0.5克水,不可能。

      (我相信如果换做是你发现了水龙头的秘密,你可能会比上图中的普朗克先生更加……不修边幅

      以至于普朗克自己都不愿意相信自己的想法。但是科学家有一个坚定的信念 — — 只要这个理论能够,并唯一地能够解释现实,它就必须是正确的。

      当时,他提出这个假说后,完整地推导出了黑体辐射的公式,并且近乎完美地贴合了实验数据!

      于是1900年12月14日,上图中的普朗克在德国物理学会做报告,他战战兢兢地说出了以上的结果。当时的报告名字叫做《论正常谱的能量分布定律的理论》

      当时,他说的其实很保守,几乎是加密传输式地把能量量子化传输的思想表达了出来。


      以下是原文大意:

      量子力学史话Ⅱ:开服玩家普朗克

      他的核心思想是,黑体在辐射或吸收电磁波的过程中,能量是一块一块往出发的,就像是有一个帧率一样。而存在线性谐振子中的能量,也是一块一块储存的,就像是用砖头垒房子一样。

      可以看出他对于真理的追求是坚定的。即使在自己都怀疑自己的理论的情况下,他还是完整而严谨地给出了公式,甚至算出了普朗克常数h!

      而当时的听众,大多是普朗克的同事或者学生,以及一些对黑体辐射有兴趣的物理学者们。 同一时间内,爱因斯坦还在职场中屡屡碰壁;玻尔还在哥本哈根读高中;泡利刚刚出生;而海森堡尚未出生。

      量子力学史话Ⅱ:开服玩家普朗克

      因此,当时的听众谁都没有意识到,自己正在见证一个全新的理论诞生,见证量子力学的“独立宣言日”

      在这之后的三到四年中,普朗克始终在尝试将量子假说与经典理论进行调和。但在这个过程中,他对量子假说的信心已经开始动摇。量子假说与当时已有的经典物理学理论相抵触,普朗克自己也对这个过于激进的假设感到困惑和不安,甚至将它搁置了下来,没有对其进行进一步重大的突破性研究。

      他仍在经典物理的框架内徘徊,试图寻找一种方法,既能解释黑体辐射现象,又能尽量与经典理论相协调,但没有取得实质性的新进展。

      一直到1905年,一个神奇的少年 — — 爱因斯坦,用一篇震惊世界论文,支持了普朗克的论断……






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      Lv.6十幺米空洞
      普朗克没学物理的时候超帅的,学了物理变成大宗师之后变成这样了 [s-51]
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      普朗克
      哈哈哈,不得不说马克思·普朗克年轻时候真帅,到后面变成了一眼就看得出来是学物理的 [s-58]
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      普朗克
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      普朗克
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      🌼春暖花开
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      赫歇尔
      你端坐在那里,我才知道我有多么浅薄,我曾忘情于两汉的歌赋,我曾惊讶于唐宋诗词,也曾流连于宋元的曲牌,如今而你才是人世间真正的圣人。
    • 追光实验室鄙人没文化,卧槽说得好
      拉黑 4天前 手机端回复
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      10周年🎂
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      Lv.28蜂鸟
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      靓号:12345
      10周年🎂
      你好,建议:以后电脑端发布的时候,鼠标右键→选择粘贴纯文本格式,然后再简单排版调整一下即可,电脑端有快捷教程的。
      因为不论是本地文档的格式,还是其它平台复制粘贴过来的,有部分格式不兼容,导致发布出来不美观,格式错乱等影响读者的阅读体验哦… [s-57]
    • 追光实验室收到
      拉黑 3天前 手机端回复
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      李政道
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