光與大尺寸物體作用體現出幾何光學的特性，與小尺寸物體作用體現出波動性，在原子尺度上的表現體現出量子性，在解釋光在原子尺度上的表現，經典理論遇到困難，歷史上稱為紫外災難，它導致了量子論的誕生，什麼是紫外災難，簡單予以說明，供競賽黨們欣賞。
紫外災難研究具有一定溫度的黑體發射電磁輻射的規律，發射的電磁輻射包括的波長從很長到相當短的都有，輻射能量隨輻射的頻率形成一定的分布．如果黑體的溫度很低，發射的電磁輻射主要是頻率較低的，即波長較長的電磁輻射．如果黑體的溫度較高，發射的電磁輻射主要是頻率較高的，即波長較短的電磁輻射．1893年德國物理學家維恩(Wil-helm Wien)發現輻射能量最大的頻率值正比於黑體的絕對溫度，並給出輻射能量對頻率的分布公式，這個公式在大部分頻率範圍內都與實驗符合得很好，只在頻率很小時與實驗符合得不好（見圖2－2）．既然黑體輻射討論的是電磁波的發射問題，電磁學中已經知道，帶電粒子或電流作簡諧振動時就將輻射電磁波，黑體輻射問題就應該可以在電磁學的理論基礎上討論解決．1899年，英國物理學家瑞利(Third Baron Rayleign)和天體物理學家金斯(JamesHopwood Jeans)在電動力學和統計物理學的基礎上從理論上又普遍導出一個輻射能量對頻率的分布公式．在這個公式中，當輻射的頻率趨於無窮大時，輻射的能量是發散的．實際上，這個公式在頻率小時與實驗符合得很好，但在頻率大時與實驗嚴重不符合，在這裡，經典物理學理論碰到了嚴重的困難．由於頻率很大的輻射處在紫外線波段，故而這個困難被稱為「紫外災難」．19世紀末，經典物理學體系已經在幾乎所有方面都取得了巨大的成功．當時在許多科學家心中普遍存在著一種樂觀的情緒，認為宏偉的科學大廈已經基本建立起來了，當然還有一些小問題沒有解決，後輩的物理學家只要對現有的理論進行一些小小的補充和修正就能夠解決了．的確，那時經典物理學已經成為一套相當完美的體系，人們能夠用它來解釋大到天體運行，小到燒一壺開水等形形色色的物理現象．但是，正如英國物理學家開爾文(Lord Kelvin)所說的，在物理學晴朗的天空的遠處，還存在著兩朵「烏雲」．其中一朵指的是麥可孫-莫雷實驗，它的結果否定了「以太」的存在，最終導致了相對論的誕生，我們在本書的後面還會提到它；另一朵指的就是「紫外災難」，它使物理學家們最終建立了量子力學．這兩朵烏雲的存在，正在開始動搖經典物理學的基礎，從而引發物理學史上一場偉大的革命．