離經(jīng)叛道提出能量子概念
人們知道:當(dāng)物體受熱,溫度不太高時(shí),只能發(fā)射出人眼看不見的熱射線,被稱為紅外線;溫度升到一定高度,就會(huì)發(fā)出紅光,即物體變紅;溫度繼續(xù)升高時(shí),物體會(huì)發(fā)亮,發(fā)出強(qiáng)烈的白光,即發(fā)出了大量波長(zhǎng)比紅光更短的光;溫度更高,就會(huì)發(fā)出大量藍(lán)光。在對(duì)這個(gè)現(xiàn)象做精密的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)和理論研究中,物理學(xué)家普朗克1900年提出了一個(gè)大膽假說(shuō):物體在產(chǎn)生和吸收輻射時(shí),能量不是連續(xù)變化的,而是以一定數(shù)量值整數(shù)倍跳躍式地變化的。也就是說(shuō),在輻射的發(fā)射或吸收過(guò)程中,能量不是無(wú)限可分的,而是有一最小的單元。這個(gè)不可分的能量單元,普朗克稱它為“能量子”或“量子”,即普朗克常數(shù)。這一大膽的理論長(zhǎng)期以來(lái)得不到承認(rèn)。普朗克直到1918年才獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
能量的變化竟然是不連續(xù)的,這不僅對(duì)古典物理理論是離經(jīng)叛道的,而且也為常識(shí)所不容。量子論的出現(xiàn),物理學(xué)界最初的反應(yīng)是極其冷淡的。人們只承認(rèn)普朗克那個(gè)同實(shí)驗(yàn)一致的經(jīng)驗(yàn)性的輻射公式,而不承認(rèn)他的理論性的量子假說(shuō)。在當(dāng)時(shí)的環(huán)境下,就連普朗克本人也對(duì)自己的冒昧行動(dòng)惴惴不安,甚至一有機(jī)會(huì)就想倒退到古典立場(chǎng)。用他的話說(shuō),這“完全是一種孤注一擲的行動(dòng)”,“由于當(dāng)時(shí)考慮到這個(gè)問(wèn)題對(duì)于物理具有根本的重要性”,“必須不惜任何代價(jià)去找出理論解釋。”
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