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-   -   請問蒲朗克的黑体輻射公式關於能量子E=nhν中的頻率ν是怎麼想到的? (https://www.pcdvd.com.tw/showthread.php?t=749416)

kyo11011 2007-10-08 08:28 PM

來了來了,解答解答,我要看你解答~~

Crazynut 2007-10-08 09:34 PM

這個要到圖書館查一本叫作「量子的故事」一書,好像是九章出版的。

當時解釋黑體幅射有兩個公式,印象中一個只對高頻準確,另一個只對低頻準確(模糊的印象,說錯了請多包涵),Plank很努力地借上衣湊褲子才湊出一個非連續性的公式,他自己一直很想將h這個不連續的因素弄掉,無奈就是到死都弄不掉,最後就這樣留了下來啦…

作就對了 2007-10-08 09:45 PM

問一個問題
e=hv
h=p入(-.-不會打個符號 ,波長)
c=v入
那e=pv入=pc嗎

icejack 2007-10-08 10:22 PM

是的 不過此公式只適用於無靜止質量的光子

引用:
作者作就對了
問一個問題
e=hv
h=p入(-.-不會打個符號 ,波長)
c=v入
那e=pv入=pc嗎

作就對了 2007-10-08 10:53 PM

無靜止質量的光子 (不是很了解)
-.- 謝謝大大

E=0.5*Mv^2(有移動)
p=mv
e=0.5(p^2)/m
這個跟e=pv入=pc的差別
使用條件差異

weijenc. 2007-10-08 11:36 PM

既然樓主老老實實的問了 我想我也沒有隱瞞的必要了 其實是我在9年前發明時光機回到過去教當時的浦朗克導出的

nzcym 2007-10-09 08:32 AM

引用:
作者TRG-pro
沒人敢趕您啊.... :like: 萬一您在門外熱死怎麼辦?

要是連答案都找不出來也是正常的, 安啦! 這才是真實世界.

http://www.phy.ncu.edu.tw/dcc/History/8Quantum.htm
第八講 量子論 -- 曼殊室利菩薩好論極微。──金聖歎(西廂評)
***************************************************
【8.4】 蒲朗克的黑体輻射公式:蒲朗克(德,Max Planck, 1858-1947)生性保守,人品端方,是一個「不情不願的革命家」。他是一個法學家之子,在慕尼黑上大學時,他的教授勸他不要學物理,因為「物理學已經完成了,很難再有突破。」但他還是選擇了物理,並以熱力學作為其專精。以後他在柏林大學任教授,十分用功,對當時的物理各方面都有深厚的功力。1894年被選為柏林科學院院士。

在十九世紀未,對高溫的固体或液体放出的連續光譜之研究,有相當的進展。假定這種電磁波與「黑色」物体可以達到平衡(即同溫度;因為「理想黑体」可任意吸收所有光,平衡時亦以同率放出相同的光,故又稱「黑体輻射」),以熱力學的方法,可以推論得:(1)連續光譜祗與溫度有關,與物質的種類無關。(2)每單位体積的能量密度與溫度的四次方成正比:。此稱史提芬─波茨曼定律,其中 為史提芬─波茨曼常數,可以由實驗測得。(3)可以解釋何以溫度漸高,光線的顏色由紅而白而藍(最亮的波長與溫度成反比 )。

然而,連續光譜的成因與光譜分佈的形態,還沒有一個解釋。1900年,英國的瑞利(John W. S. Rayleigh, 1842-1919)與井士(James H. Jeans, 1877-1946) 把波茨曼的統計力學方法,用到此處(能量與電磁場的平方成正比)。其計算結果在低頻電磁波,與觀測值符合,但計算值中越高頻所含的能量越多,顯然違反了以上的(2)、(3)。當時有人戲稱此為「紫外的大禍」,因為:如果這是事實,太陽必發出極強的高頻光,所有動、植物都免不了滅種。

蒲朗克也在1900年研究這個問題。他首先「湊」答案:加上了一個「可調參數」 h,使連續光譜的分佈式在高低頻都合理,然後用實驗數據算 h。不料這樣湊得的光譜公式,竟然與觀測得到的光譜分佈,若合符節!他不得不再想一想他湊出的公式,是不是有些道理。研究到當年年厎,他發覺:如果假定高溫物体發光時,其放出的能量值不是隨便什麼值都可以,而必須是一個與光頻率ν 成正比的定值的整數倍:

E=nhν, n=1,2,……, h= Planck’s constant=6.63x10-34 joule-sec.

則用瑞利─井士同樣的方法,他可以「導出」他的公式。

他在年厎的德國物理年會做了報告,量子論於是誕生。但他自己都不敢相信這種「能量值非連續」是事實。從亞里斯多德到牛頓,沒有任何有關運動的量是不連續的;這種不連續,似乎要想像都很困難。蒲朗克當年已經四十多歲,他以後花了十幾年的力氣,想找出一個「更合理」的解釋,沒有成功(到1914年,他才在痛苦中認輸)。而年輕一輩的如愛因斯坦、波爾等人,則早把量子的概念,大大地推廣了出去。他的 h,也成為物理中最重要的基本常數之一。

以後的蒲朗克,雖然不再有重要建樹,但他的正直、氣度與見識,使他成為德國科學界最受尊敬的「大老」。1933年,愛因斯坦被迫離德,蒲朗克十分惋惜,公開稱揚愛因坦是牛頓以後最了不起的物理學家。這使急於建立「德意志民族科學」,特別要排除猶太人影響的希特勒大怒,當面斥責七十五歲的蒲朗克:「要不是看你老,就送你去集中營!」

【8.5】 愛因斯坦之光電效應公式(1905)與固体比熱模型(1907):蒲朗克的量子論一開始並沒有引起太多注意。愛因斯坦在尚未離開專利局的時侯,就使用量子的觀念解決了兩個問題,這使大家不得不對量子論重作評價。

德國的陰極射線專家李納德(Philipp Lenard,1862-1947)在1902年發現了一個很奇怪的現象,稱為光電效應(現在的電梯、自動門上尚有用此效應操控的):真空管中的金屬表面,如果被紫外光照射,會射出電子。這種電子的能量,與波長有關;而電子的數量,與光的強度有關。這很難以麥克斯威的電磁理論解釋(麥斯威爾理論應該得到電子能量與光的強度成正比)。愛因斯坦大膽地使用蒲朗克的結果,但做了更進一步假定:光線中都是「光子」,其能量即是hν。金屬中的電子在吸收光的能量時,一次只能取一個「光子」,扣除電子掙脫金屬表面時必須付出的能量,他得到一個很簡單的光電效應公式:

E=hν-φ, φ=電子離開金屬表面須要付出的能量

這就是說:電子的能量,加上φ後,與入射的波長成正比;而電子的數量,與光中的「光子」數,即強度成正比。這個結果,當時相信的人也不多。它十幾年後才在實驗室中被米立坎(美,Robert Millikan, 1868-1953 ,最著名實驗的是用油滴測出電子的電荷) 証實。(李納德起初對愛因斯坦傾倒備至。但後來在納粹當權時,攻擊愛因斯坦最賣力。)

固体比熱的問題在用「能量均分定理」解釋了杜龍─柏蒂定律:摩爾比熱以後,進展不多。但這個定律,並不準確,尤其在低溫時,固体比熱皆下降得很快;下降的程度,各物体雖有不同,但在近於絕對零度時,所有的比熱,也都接近於零。愛因斯坦的設想:既然固体的原子可以看作一個小小的振動粒子,則必有一個頻率。這頻率可因物体之種類不同而不同。他大膽地假定每個原子可以擁有的能量也是不連續的,與蒲朗克的黑体輻射的假設一樣:

E=nhν; n=0,1,2,…..

如此,他用統計力學的方法,計算出的摩爾比熱 C,與實驗值比較,吻合程度極好。這個理論可能是使許多人開始重視量子論的一個關鍵。(但以後這理論被發覺太簡化了,固体中的原子振動頻率不是單一的。)
***************************************************

icejack 2007-10-09 11:29 AM

E=0.5*MV^2是古典力學中的動能
P=MV是古典力學中的動量
在古典力學中 能量和動量的公式都必須和運動質量M有關
所以無質量的粒子在古典力學中是不成立的
但愛因斯坦的相對論中
能量公式E=mC^2/(1-v^2/C^2)^0.5
此處小m即定義為粒子的靜止質量
大M運動質量和小m靜止質量之間是一個羅倫茲的轉換關係式 M=m/(1-v^2/C^2)^0.5
而動量P=mV/(1-v^2/C^2)^0.5
相對論的能量公式由上式可導出E={(PC)^2+m^2C^4}^0.5
在粒子速度V遠小於光速C的情況改寫成E=mC^2+0.5(p^2)/m
其中mC^2為靜止質量位能而0.5(p^2)/m就是類比於古典力學中的動能

在後來的光電效應實驗和康普頓效應實驗中證實了光子為一個無質量的粒子
當粒子速度V=光速C時 E=PC

數學的計算我都省略了 有興趣請參閱近代物理課本

引用:
作者作就對了
無靜止質量的光子 (不是很了解)
-.- 謝謝大大

E=0.5*Mv^2(有移動)
p=mv
e=0.5(p^2)/m
這個跟e=pv入=pc的差別
使用條件差異

user1 2007-10-09 11:54 AM

請問你們在討論什麼?有沒有簡單易懂小故事說明?

mayuka 2007-10-09 12:49 PM

請問一下那邊有比較詳細的近代物理中文教學網頁!? :confused: :confused: :shy:


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