普朗克与爱因斯坦 普朗克的主要成就

2019-11-02 09:29栏目:文物考古
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普朗克和爱因斯坦并称为二十世纪最重要的两大物理学家。受他的启发,爱因斯坦于1905年提出,在空间传播的光也不是连续的,而是一份一份的,每一份叫一个光量子,简称光子,光子的能量E跟跟光的频率v成正比,即E=hv。这个学说以后就叫光量子假说。1929年,普朗克与爱因斯坦共同获马克斯.普朗克奖章。他的成就的深远影响在经过多年以后才得到普遍公认,爱因斯坦对此起了最为重要的作用。

能量E、辐射频率f及温度T可以被写成:

普朗克的另一个鲜为人知伟大的贡献是推导出玻尔兹曼常数k。他沿着波尔兹曼的思路进行更深入的研究得出波尔兹曼常数后,为了向他一直尊崇的波尔兹曼教授表示尊重,建议将k命名为波尔兹曼常数。

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黑体是由以不同频率作简谐振动的振子组成的,其中电磁波的吸收和发射不是连续的,而是以一种最小的能量单位,为最基本单位而变化着的,理论计算结果才能跟实验事实相符,这样的一份能量;,叫作能量子。其中v是辐射电磁波的频率,h=6.62559*10^-34Js,即普朗克常数。也就是说,振子的每一个可能的状态以及各个可能状态之间的能量差必定是hv的整数倍。

首先注意到量子假设有可能解决经典物理学所碰到的其他疑难的是爱因斯坦。他试图用量子假设去说明光电效应中碰到的疑难,提出了光量子概念,认为辐射场就是由光量子组成。每一个光量子的能量E与辐射的频率ν的关系是E=hν。采用光量子概念之后,光电效应中出现的疑难随即迎刃而解。

普朗克在1900年提出了“量子化”的概念。像这样以某种最小单位作跳跃式增减的,就称这个物理量是量子化的。

m=hv/c2(这是光子的相对论质量),而p=mc,则p=hv/c

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20世纪20年代,法国物理学家提出“物质波”概念,即一切物质粒子均具备“波粒二象性”德国物理学家等人建立了量子矩阵力学;奥地利物理学家建立了。量子理论的发展进入了量子力学阶段。

此外,在普朗克前往柏林工作后,全家住在柏林的一栋别墅中,与不计其数的柏林大学教授们为邻,普朗克的庄园发展成为了一个社交和音乐中心,许多知名的科学家如阿尔伯特.爱因斯坦、奥托.哈恩和莉泽.迈特纳等都是普朗克家的常客,这种在家中演奏音乐的传统来自于亥姆霍兹家。

普朗克提出能与观测结果很好地符合的简单公式,实验物理学家相信其中必定蕴藏着一个尚未被揭示出来的科学原理。

普朗克的主要成就

量子力学就是在克服早期量子论的困难和局限性中建立起来的。在普朗克—爱因斯坦的光量子

普朗克是德国物理学家、量子力学的重要创始人之一,诺贝尔物理学奖获得者。他早年研究热力学,创立了能量子概念,提出着名的普朗克辐射公式,之后在量子力学方面有突出贡献,他的研究也曾影响过爱因斯坦。

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普朗克与爱因斯坦

量子物理学是研究微观粒子运动规律的学科,是研究[原子]、[分子]以至〔原子核〕和基本〔粒子〕的结构和性质的基本理论 。

普朗克演讲的内容是关于物体热辐射的规律,即关于一定温度的物体发出的热辐射在不同频率上的能量分布规律。普朗克对于这一问题的研究已有6个年头了,今天他将公布自己关于热辐射规律的最新研究结果。这一假设后来被称为能量量子化假设,其中最小能量元被称为能量量子,而常数 h 被称为普朗克常数。

提出概念

普朗克最大贡献是在1900年提出了能量量子化,其主要内容是:

当物体被加热,以电磁波的形式散发红外线辐射。物体变得炽热时,红色波长部分开始变得可见。大多数热辐射是红外线,除非物体变得像太阳的表面一样热,但当时的实验室内不能够达成这种条件而且只可以量度部分黑体光谱。

普朗克早期的研究领域主要是热力学。普朗克在物理学上最主要的成就是提出着名的普朗克辐射公式,创立能量子概念。1906年普朗克在《热辐射讲义》一书中,系统地总结了他的工作,为开辟探索微观物质运动规律新途径提供了重要的基础。1918年,普朗克得到了物理学的最高荣誉奖--诺贝尔物理学奖。

可是这个单位正常之下不存在并不需要量子化。

从经典的力学角度来看,能量不连续这个概念是绝对不允许的 。但是在诠释公式时,通过将物体中的原子看作微小的量子谐振子,不得不假设这些量子谐振子的总能量不是连续的,即总能量只能是离散的数值(经典物理学的观点恰好相反)。普朗克进一步假设单独量子谐振子吸收和放射的辐射能是量子化的,这一观点严重地冲击了经典物理学。量子论涉及物质运动形式和运动规律的根本变革。

“一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子”而延伸出的量子力学、量子光学等成为不同的专业研究领域。其基本概念为所有的有形性质是“可量子化的”、“量子化”指其物理量的数值是离散的,而不是连续地任意取值。例如,在原子中,电子的能量是可量子化的。这决定了原子的稳定性和发射光谱等一般问题。绝大多数物理学家将量子力学视为了解和描述自然的基本理论。

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由 E=hv,E=mc2 联立两式得:

量子假设的提出有力地冲击了经典物理学,促进物理学进入微观层面,奠基现代物理学。但直到现在,物理学家关于量子力学的一些假设仍然不能被充分地证明,仍有很多需要研究的地方。理论建立

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