马克斯·普朗克是通过分析推导出E = hf方程的,还是通过经验得出这个公式的?

时间:2020-05-28 10:48:55   作者:
普朗克首先从经验上发现了一种能量分布,这种能量分布在雷利-詹金斯定律(Rayleigh-Jeans law)和维恩高频近似(Wien high frequency)之间。但它不仅仅是一个像样的插值:它在所有频率下都能完美工作。普朗克需要为他的分布找到一个物理模型。他被迫得出这样的结论:使他惊恐的是;使它起作用的唯一方法是假设维持辐射/物质平衡的能量交换必然是量化的,每个辐射频率f. h的能量量子E=hf是普朗克新的作用量子。在1900年考虑的精确平衡普朗克中,能量交换E=hf无限延长,所以f和E=hf是精确的。

普朗克意识到,他的新行动量子h意味着,过去200多年来一直支持物理学的牛顿力学在小尺度上失败了。普朗克不愿意成为第一个宣布这一消息的人,但他认为必须这样做。1900年,他发表了他的新分布,新作用量子h和新能量量子E=hf。

马克斯·普朗克是通过分析推导出E = hf方程的,还是通过经验得出这个公式的?

1905年,爱因斯坦将普朗克的结果应用于束缚电子的情况,解释了光电效应。普朗克并不完全满意,因为爱因斯坦误读了普朗克1900年论文的一个方面。爱因斯坦不知怎么地认为能量交换是瞬时的,尽管我们所熟悉的极窄的光谱线记录了观测到的辐射吸收/发射,表明能量交换发生在每一辐射频率为f的1/f的许多周期内。

爱因斯坦的误读导致他提出,能量交换必须由携带量子E=hf的微小新粒子在吸收器和发射器之间进行调节。普朗克很快就把爱因斯坦叫出了这条斜桁。普朗克无限延长的能量交换和极窄的观测光谱线都显示能量交换极为缓慢;无限延长,不知不觉地影响普朗克精确平衡极限的分布,波列在比观察到的谱线的大多数仪器都要大的维度上传播。爱因斯坦的微小粒子在理论上和观测上都是不可能的。

普朗克,5年前刚刚创造了量子力学与这个话题有关,显然被忽视了!其他所有人肯定都喜欢光粒子的想法,光子斜桁直到今天还没有停止。

如1900年普朗克所示;量化的是字段接口的本地化交互,而不是字段本身。
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