量子力學那點事長路漫漫之三:黑體輻射——普朗克的重大發現

說起普朗克，就不由得要祭出這張圖。

絕世美顏普朗克

這才叫顏值，這才叫儒雅，這才叫書卷氣，再想想那些小鮮肉，不想了，我有點想吐。

普朗克還有一個師兄叫赫茲，他的老師就是基爾霍夫，基爾霍夫就是串聯電路並聯電路的基爾霍夫，每次想起來都覺得神奇，老師還在研究電路，學生居然都提出量子論了，看來那個時代確實是人類科技爆炸的年代。

基爾霍夫當然不只研究電路，否則怎麼會有赫茲和普朗克這麼兩位學生啊。基爾霍夫還提出了基爾霍夫輻射定律，就是在熱平衡狀態的物體所輻射的能量與吸收率之比與物體本身物性無關，只與波長和溫度有關。

物理學家們都喜歡理想狀態，這是物理學的一個優良傳統，例如牛頓爵爺在理想狀態 下提出了牛頓力學，克拉伯龍提出了理想狀態下的氣體方程，那麼這個輻射也應該由一個理想狀態，這個理想狀態就是黑體。

理想黑體比黑洞還黑，霍金說黑洞還輻射點東西呢，而理想黑體只吸收不輻射，那麼黑體的輻射規律是怎麼樣的呀。

維恩第一個做出了解答，這就是維恩近似，看起來維恩有點心虛，他知道自己的說法不太準確，所以謙虛的稱之為近似，光有近似肯定不合適，於是普朗克提出了自己的黑體輻射公式。

黑體輻射

在普朗克公式中，能量並不是連續的，而是由一個最小量，這就是量子假說。

普朗克公式是經典物理學與現代物理學的分野，第一次表達出來量子的觀念，經此一役，物理學才化蛹為蝶，可以翩翩飛舞於宇宙之中。

需要指出的是，普朗克並不是為了解決所謂的「紫外災變」而提出普朗克公式的，「紫外災變」指的是上圖中中的瑞利—金斯公式不適用於高頻區，而普朗克公式的提出早於瑞利—金斯公式。

之所以會產生這種說法，是因為瑞利—金斯公式是由經典統計力學推導出來的，更易於為大家所接受，而普朗克的量子化表達式過於駭人聽聞，這也怪不得瑞利和金斯，就是普朗克自己對量子化也有些猶豫不定。

普朗克雖然提出了量子化的電磁波表達式，卻沒有提出電磁波的量子化概念，量子觀念的提出要交給愛因斯坦了。