什么是黑体辐射?

所谓黑体辐射,是对受热物体在热状态下的辐射研究。这种辐射具有从红外到可见光的长波长范围,这是许多物理学家感兴趣的。

人们会提出一系列问题:辐射能与温度有关吗?辐射在整个光谱中是均匀分布的吗?在光谱的某些部分,能量有什么不同吗?

经过精确测量,科学家发现辐射能量在光谱的一个窄波段内达到最高值。人们用曲线来描述辐射和波长的关系。在得到准确的图形后,就是为图形找到合适的教学描述。上面两个数学公式只是想表达曲线的趋势,但是永远找不到所有能量分布的表达式。

于是普朗克开始研究这个问题。

1900年,马克斯·普朗克通过拼凑得到了一个适用于长波和短波的公式。但是他仍然没有弄清楚这样做的理论原理。他说:“它在开始时只有一个意义,那就是它可能是一条被猜中的定律。我后来的工作是找出真正的物理意义。”

普朗克假设物体的辐射不是连续变化的,而是以整数倍跳跃。这个前提满足了,一切问题都可以解决。

他首先引入了一个不变量,普朗克常数。能量以能量包的形式传递,普朗克常数是能量和时间的乘积。加热器的辐射只能以该常数的整数倍进行。

能量的传递是一个接一个的,不是平滑连续的。普朗克将这一个命名为guanta,来自拉丁语guantum,意为“量”。