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普朗克假设
Planck hypothesis
    关于微观谐振子能量取值法则的假设  。由德国物理学家M.K.E.L.普朗克于1900年提出 。鉴于原有的经典理论不能圆满解释黑体的热辐射规律,普朗克对此问题进行了有条不紊的研究。他首先用一个经验公式来适应观察结果,然后着手在热力学框架内为这个经验公式寻求物理依据。他把黑体看成是由带电谐振子组成,这些谐振子在不断发射和吸收电磁波能量并处于热平衡态。他进一步假定谐振子的频率覆盖从0到∞的全部范围,因而谐振子辐射的光谱频率也从0到∞。为与实验结果吻合,普朗克引入史无前例的假设,现称为普朗克假设:每个谐振子只能发射或吸收不连续的一份一份的能量 ,此能量正比于频率,并且只能是最小能量单元ε0hv(称能量子)的整数倍,即振子能量为
Ennhv
式中n为正整数;h是由实验测定的常数,现称为普朗克常量,公认值为h=6.626176×10-34焦·秒。从上述假设出发,用统计理论可导出热平衡辐射场中单色辐射能量密度ωv的公式:

    
!!!P0561_1
式中k为玻耳兹曼常量;c为真空中的光速。此即普朗克公式。若用黑体的辐射出射度(见辐射度学和光度学)表示,普朗克公式也可写成

    
!!!P0561_2
上述公式与实验结果符合得很好  。维恩公式和瑞利-金斯公式只不过是普朗克公式在特殊情形下的近似。短波、低温时普朗克公式简化成维恩公式;长波、高温时简化成瑞利-金斯公式。从普朗克公式还可得到斯忒薄-玻耳兹曼定律和维恩位移定律(见黑体辐射)。
   普朗克假设具有深刻的和普遍的意义,它第一次向人们揭示了微观运动规律的基本特征——量子化,开创了物理学的新领域——量子理论。
大唐资料库 发表于 2006-7-22 14:32:57
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