普朗克常数与量子论

普朗克常数是由德国物理学家在研究黑体辐射时首次引进的．本文通过对黑体辐射和康普顿散射等现象的分析，阐述了普朗克常数的引入如何导致了量子论的诞生和发展，说明普朗克常数是表征量子现象的普适常数，以及它在量子论中的核心作用．     

黑体理论中的理论还原

由于黑体理论的量子概念所蕴涵的非连续性,该理论向来被历史主义学派拿去论证其革命的科学进步观。然而,普朗克辐射理论、维恩辐射理论、瑞利-金斯辐射理论的还原导出以及三者间存在的还原关系,证明了黑体理论同样内蕴了理论的还原。黑体理论所具有的还原进路与库恩对黑体理论所持的革命观间并不存在矛盾,因为二者面对的是不同的问题域。     

伟大探索光辉成就

1911年一维恩维恩(WilhelmCarlWernerOttoFritzFranzWien,1864-1928)因发现热辐射规律——维恩位移定律和建立黑体辐射的维恩公式,获得了1911年度诺贝尔物理学奖。19世纪末,人们已经认识到热辐射和光辐射都是电磁波,并对辐射能量在不同频率范围内的分布问题,特别是黑体辐射,进行了较深入的理论和实验研究。维恩和拉梅尔发明了第一个实用黑体——空腔发射体,为他们的实验研究提供了所需的“完全辐射”。维恩在前人研究的基础上于1893年提出了理想黑体辐射的位移定律:λmaxT=常数。     

黑体辐射的热力学研究

运用量子统计的方法，分别从谐振子模型和光子气体模型这两种基本模型。推导了黑体辐射能谱公式，即著名的普朗克公式；并且讨论了在高频极限下回到经典统计力学；在低频极限情况下，却表现出明显的量子效应；此外还对黑体辐射的各种反映热力学性质的物理量进行了较全面的研究。     

普朗克1901年关于黑体辐射问题的文章解读

1901年,普朗克(Max Planck)发表的论文"论正常光谱的能量分布定律"(On the Lawof Distribution of Energy in the Normal spectrum),是量子理论的开始。这一文章中第一次引入了光量子的概念,并成功的解决了黑体辐射问题。本文重新解读这一文章,以展示这篇文章中的物理思想和数学技巧。     

伟大探索 光辉成就 1918年——普朗克

普朗克(MaxKarlErnstLudwigPlank,1858-1947)因发现能量子(量子理论),从而对物理学的发展作出了巨大贡献,获得了1918年度诺贝尔物理学奖。在研究黑体辐射的过程中,人们发现:维恩的辐射定律在长波波段不符合实际,瑞利提出的辐射定律也仅是一种特殊情况。1900年,普朗克找到了与所有实验数据均相符合的辐射定律的普遍公式。他将从气体理论导出的玻尔兹曼方程应用于一振子集合,并假定它们的能最只能以ε的分立倍数出现,然后从维恩的位移定律出发,推断出熵是ε/v的函数,从而导出了能嚣量子和频率之间的著名关系式:ε=hy,引入了以他名字命名的常…     

量子理论的诞生和发展—从量子论到量子力学

量子理论的诞生和发展经历了多个阶段,概括起来主要有五个时期:黑体辐射和量子假设、老量子理论的兴与衰、对应原理、波粒二象性、量子力学的初步成长,正是因为这些理论的演变,才逐步的推动着量子理论的进步,论文将结合笔者的研究学习所得,从量子论到量子力学进行简要的分析,为业内研究人士提供一定的参考。     

例说坐标纸上实验数据的写入与读取规则

高中物理新教材选修3—5（人教版）第17章第2节提供了一道典型的实验数据处理的范例，笔者认为，该例的解析有一些不妥之处，现提出来与各位同行作一探讨。为讨论方便，先将该例题及其解答抄录如下。 例题。密立根的实验的目的是：测量金属的遏止电压Uc与入射光频率v，由此算出普朗克常数h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦方程式的正确性。     

黑体模型的意义

本文论述黑体模型在辐射度学中的意义。主要从两个方面来论述。第一 ;黑体辐射源作为标准辐射源的应用。第二 ;通过比较黑体与实体辐射 ,找出适用于实体的辐射规律     

从普朗克的两次量子假设看科学信念对科学研究的影响

1900年12月14日,德国理论物理学家马克斯·普朗克(Max Planck,1858—1947)在德国物理学会的定期集会上报告了他对黑体辐射公式的理论推导,提出了能量子假设。量子假设使物理学发生了一场深刻的思想革命,在此基础上建立的量子理论也成为20世纪物理学研究的理论基础。人们习惯地把这一天称为量子概念的诞生纪念日。但事隔11年,也就是1911年,     

黑体辐射定律及实验教学相关问题探讨

针对黑体辐射定律及验证实验教学中的常见问题进行了探讨.介绍了黑体辐射定律提出的相关背景;给出了黑体辐射定律及简明图示.基于WGH-10型黑体辐射实验装置,阐述了与验证实验相关的辐射源、接收器、光谱仪及狭缝调节等问题.     

普朗克常数h的百年回顾

介绍了普朗克常数h的产生及其重大意义 ,同时回顾了h的唯一性的确立和作用量子的起源问题。     

原子物理中的量子理论

历史上对微观粒子的认识是逐步深化的,量子化的概念最早是由普朗克在1900年研究黑体辐射提出的。他在1900年12月提出了一个令人震惊的能量量子化假设,在他的论文中提出:1、黑体的腔壁是由无数个带电粒子组成的,这些谐振子不断地吸收和辐射电磁波,并与腔内电磁场交换能量。2、这里谐振子所具有的能量只能取分立值,其能量与它的振动频率成正比,即能量为     

量子引力的各种探索

相对论和量子理论只是20世纪以来尚未完成的物理学革命的第一步,引力量子化是21世纪物理学中最大的难题。从突破量子场论中点粒子模型框架得到的超弦理论,尽管引入了新的对称性有助于统一四种基本相互作用,但量子超引力的重整化问题并没有彻底解决,目前也没有超对称与额外维的可靠实验证据。随着宇宙暴涨证据的发现,人们被迫重新引入爱因斯坦一度放弃的宇宙学常数,弦论很难解释为何宇宙常数是非常小的负数。从引力规范理论可以延伸出圈量子引力理论,它一开始就假定时空由离散元素构成,而且时空的离散性是结合量子理论与狭义相对论的结果。而扭量理论以因果关系为基本要素,重新构造事件的时空图。目前最成功的量子引力方法结合了三个基本思想：空间是突现的,空间的最基本的描述是离散的,这些描述都以因果性为基本要素,但这些构想如何与粒子物理、量子场论结合仍然是个未解之谜。     

黑体辐射的能量密度曲线

黑体是研究热辐射时采用的一种理想模型。黑体辐射的能量分布规律是普郎克公式:本文根据普朗克公式进行计算并描图,给出了正确的黑体辐射能量密度曲线。 一、问题 在参阅几本常见的教科书时,笔者发现这些著述中的黑体辐射的能量密度ρ(ν)随辐射频率ν的分布曲线为两种互相矛盾的图线:一种是ρ(ν)的峰值偏低频方,另一种是ρ(ν)的峰值偏高频方(如图1、图2所示)。     

基于转动传感器的黑体辐射实验

介绍了使用转动传感器进行黑体辐射实验的方法.这种方法可以直观地对黑体辐射光谱进行扫描,同时利用Datastudio软件可以迅速地获得不同温度下的黑体辐射曲线.根据获得的黑体辐射曲线还可以对维恩位移律进行验证.同时,对实验中涉及的实验参数做了细致的分析.     

表面等离激元晶体抑制~(88)Sr光钟中的黑体辐射频移

在锶原子光晶格钟中,黑体辐射效应对光钟的频率不确定度影响最为显著。利用表面等离激元晶体的滤波特性,屏蔽大部分黑体辐射能量,可以显著减少相应频移量及其涨落。通过对设计器件透射谱的分析可以测算,经滤波后的黑体辐射剩余能量约为初始能量的4.8%,则锶光钟的黑体辐射频移可减小至112.6mHz,相应不确定度约为3.6×10-18。     

伟大探索 光辉成就

1911年—维恩维恩(WilhelmCarlWernerOttoFritzFranzWien,1864-1928)因发现热辐射规律——维恩位移定律和建立黑体辐射的维恩公式,获得了1911年度诺贝尔物理学奖。19世纪末,人们已经认识到热辐射和光辐射都是电磁波,并对辐射能量在不同频率范围内的分布问题,特别是黑体辐射,进行了较深入的理论和实验研究。维恩和拉梅尔发明了第一个实用黑体——空腔发射体,为他们的实验研究提供了所需的“完全辐射”。维恩在前人研究的基础     

一个奇妙的常数——h

综述性地分析讨论了普朗克常数——h引入物理学领域的原因,指出h虽然是在不同的物理学问题中出现,表面上看这些物理学问题好像没有什么必然联系,但大量事实揭示:任何物理问题的表达式中,只要出现普朗克常数——h,就意味着这个问题的量子力学特征,若在所研究的物理对象中普朗克常数——h可忽略,则这个问题便可以用经典物理理论来解决.那么微观领域中的物理问题为什么会与普朗克常数有如此特殊的关系?它是否预示着更深层次的物理机制?     

正确理解光的波粒二象性

在光的传播过程中,由于干涉和衍射等现象的存在,证实了光具有波动性,麦克斯韦在这个基础上建立了光的电磁说,认为光是具有一定频率和波长的电磁波。在光与物质的相互作用中,由于光电效应黑体辐射、康普顿效应等现象的存在,爱因斯坦提出了光子学说,认为光是具有一定能量(E=hv)和动量(P=h/λ) 的粒子——光子。因此,光既表现出被动性又表现出粒子性,称为光具有波粒二象性。