普朗克常数(h)从何而来?

时间:2021-11-19 08:40:57   作者:
计算黑体在不同温度(T)下发出特定波长(λ)的辐射量的经典公式是瑞利-简定律:

普朗克常数(h)从何而来

这条定律适用于长波,但对于短波,就大错特错了。这种差异被称为紫外线灾难,因为该定律无法正确预测紫外线范围内发射的辐射量,误差是天文数字。

马克斯·普朗克解决了这个问题,他假设黑体发射的光能只能以离散增量(即包或量子)的形式变化。他给出了光能(E)与其频率(f)成比例的公式,其比例常数为h,为纪念他,这被称为普朗克常数。因此:
 

E=hf


由普朗克确定的计算黑体辐射的修正公式为:

普朗克常数(h)从何而来

这与黑体辐射的观测数据非常吻合。下图显示了瑞利-吉恩经典公式与实际观测数据的背离情况:

普朗克常数(h)从何而来
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