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1、普朗克和能量子概念念诞生100周(河南师范大普朗克和能量壬概鱼纪念能量子概 备战嗥万霸程学院,河南,摘要:本文简述了普朗克生平经历,回顾他提出能量子概念这一伟大发现过程,分析他科学研究的方法及其“悲剧”,以此来纪念这位伟大的、正直的物理学家,以期对今后科研工作有借鉴意义。关键词:9朗克啊概念月14日,彳,来几0做a之间,后卓平简介1858 年 4使他 18克 (Max Planck)向柏林物g;大在姜 if IIP 一直到1926 inOUHi学副教go 18897云云QrMTMKZ4,1892年提升为正 早计研究玻鑫tStail数 Ipa1wj= -/ N- u,_T.yddlll _Tuu
2、tjLI-r1ZTS4-llNJ - kwKl!KJ 户,与尸。幺 _E- 4 - - 7A - nA JJP- - 4FrR,F7/v-t - - - -Hr- 3 -/-E7=_!=究会会怅1971这是当时德国最高的挈和职位之T (为玻耳兹曼常数)。金斯认为,这是能量均分定律一一关于能量的经典力学=1定律和关于电磁现象辐射的电动力学的必然 结果。然而实验观测的结果表明,瑞利-金斯 公式尽管在长波段相符合,但在短波波段如 紫外光波段并不适用。而且如据此公式计算, 随着波长的缩短,辐射能量要单调地增加到l=JI竺in趋于无限大,即在紫外端发散。这是荒谬的, 因为瑞利-金斯公式从经典物理理论出发
3、,从 能量均分定理推导出来的,思想明确,逻辑 严密,无可挑剔。荷兰著名物理学家艾伦费 特用“紫外灾难”来形容经典物理学的困境。 所以“紫外灾难”也被认为是经典物理学的 灾难,引起许多物理学家的恐慌。前苏联科 学家瑞德尼可比喻说:“当理论处于危机之中 的时候,它就象在一座着了火的住宅里的猫 一样,只有一条出路一一跳进河里去。可是 这只猫却在房子里横冲直撞,连想也没有想 到跳到河里去,因为那样做是违反猫的全部 本能的。类似的事情现在却临到科学家的头 上了,他们被困在着了火的房子里,而这房 子对他们是多么宝贵啊!他们毕生在里面工 作着,他们已经非常习惯于居住在这所房子 里。他们想竭力扑灭这场火灾,可
4、是却不愿 扔下这所住宅逃命。”只有头脑极清醒的科 学家才能从这些矛盾中发现最根本的东西, 才能跳出经典的框框创立新的理论。2、“侥幸揣测出来”的公式解开令人困惑的“紫外灾难”之谜的是德 国物理学家普朗克。他自1894年开始研究黑 体辐射问题,起初只是一个简单的想法支配他:如果能象瑞利-金斯那样通过另一途径把 玻尔兹曼定律和维恩公式结合起来,也许会 获得一些合理的东西。普朗克是理论物理学 家,但他并不闭门造车,而是密切注意实验 的进展,并保持与实验物理学家的联系。正当他准备重新研究维恩分布定律时,他的好 友实验物理学家鲁本斯告诉他,自己新近红外测量的结果,确证长波方向能量密度u与l=Jl=J绝对
5、温度T有正比关系,并且告诉普朗克说, “对于(所达到的)最长波长(即51.2um), 瑞利提出的定律是正确的。”这个消息是在 1900年10月19日德国物理学会开会前几天 才告诉普朗克的。它立刻引起了普朗克的重 视。他试图找到一个公式,把代表短波方向 的维恩公式和代表长波方向的实验结果综合 在一起,他应用娴熟的数学技巧,借助内插 法,经过一系列的推导,得到以后非常著名 的新公式即普朗克辐射定律,和维恩公式相比,仅在指数后面多了一个(-1)。LW代取得如此巨大一结果。1欣鼓舞的公IIlli:!吉*q i4tnzIlliIIIIbp睡 X XU X H xc (骨二由明)#蕾旺w二菸dr-NH甘t
6、zM、ISDOSW醇*曜虾田 拍殴sw矍IVWH 缶胃omn| 海.47M7WkT)就近似为维恩公式,当低频部分(hvkT) 时,就近似为瑞利-金斯公式。Hbii11S g s郝兰崎HoonCLIlli、, _ 一肆艘HS却映辎。恒IlliII翼1融常尚幽娜惭W湿ffl志君田岛哗邛部件KWB J .W onLl ?EteW ot;H 耕* wosfes 戒抻m岫噩球辎HK 铠耕败知酬蛤洒球WWWmiIIIIisi JWII4 4 列 E ,一 / /t三-三 三百三-三 三百三-二 =一巨rj al- -UM IT - k r 4I3CJ - 书至一Mt r4lx mzTT 到-H JTLi7
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8、麒*融1 6、5R2 岷翎名编“瞄醯裂辟牌胸雌睡tw刷&: 架京辰舞1 咐启掘朝渔融候就拥跄那河m WWteS三-二 =一巨,一。现曷,嘴埋对: 直电意 簟重 缅一整 们=-=三-,德 着 在rill 存2000/6/19参考文献:1、宋子良,王平编著物理学知识探源,湖北教育出版社,1996年6月第1版,P1392、赫尔曼著,周昌忠译,量子论初期史,商务印书馆,1980,P193、M PLANCK, Ann.d.phy.309(1901)P5534、美丁.梅拉H.雷琴堡著,戈革,陈国柱等译量子理论的历史发展第1卷第1分册,普 朗克、爱因斯坦、玻尔和索末菲的量子理论:它的奠立及其困难的兴起(19
9、901925),科学出版社, 1990年5月第1版,P1095、张瑞琨等著,物理学研究方法和艺术,上海教育出版社,1995年8月第1版6、弗卡约里著,物理学史内蒙古人民出版社,1981, P2957、W 海森堡著,物理学史和哲学,北京商务印书馆,1981,P48、M普朗克,量子理论的创立和当前的发展状况,见:诺贝尔奖获得者演讲集,物理学,P358 3689、范洪义,陈飞达,物理学家风雅趣闻,中国科技大学出版社,1993年7月第1版10、11、弗里德里希赫尔内克著,徐新民等译,原子时代的先驱者,科学技术文献出版社,1981,P14512、郭弈玲,沈慧君,物理学史,清华大学出版社,1993年7月第
10、1版PLANCK AND ENERGY QUANTUM CONCEPTZHANG zhan-jie, WAN ling-de(Phycics and Information Engineering college, Henan Normal University, Xinxiang,453002)Abstract: This paper introducts simly all life of MAX PLANCK. We remember his notable invention on energy quantum concept. His way of scientific research and his misery were also described. We expect our works will have an interest in later scientific research.This great and upright physiclst would be remembered forever.Key words: MAX PLANCK energy quantum concept