普朗克曲线的物理解释

普朗克曲线的物理解释
通常认为:普朗克常数是一个物理常数,是用以描述量子的大小的。但其真实的物理意义到底是什么呢?这方面的研究似乎并不多,也没有公认的和统一的结论。通过本文的分析与研究发现:普朗克所称的能量子就是单位时间内,单个原子/分子热运动产生的等效辐射强度;普朗克常数就是单个原子/分子热运动一个周期内产生的等效辐射强度。
一、普朗克常数的提出
普朗克常数记为h,是一个物理常数,用以描述量子大小。在量子力学中占有重要的角。马克斯·普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现,只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份地进行的,计算的结果才能和试验结果是相符。这样的一份能量叫做能量子,每一份能量子等于hν,ν为辐射电磁波的频率,h为一常量,叫为普朗克常数。普朗克常数是物理学中一个实实在在的、具有重要意义的、神奇的自然常数。
普朗克黑体辐射公式:
  式中:E为辐射强度;h为普朗克常数;T为黑体温度;ν为辐射频率;C为真空中的光速;k为玻耳兹曼常数。
focusaudio由图一、图二和公式一可知:在黑体温度一定时,其辐射强度与辐射频率的关系成近似正态分布曲线;不同温度的黑体的辐射强度与辐射频率关系曲线形态基本类似,但峰值的强度随温度上升而快速上升,而峰值对应的频率也随之提高(波长变短)。
二、黑体辐射强度与能量子间的关系
从(公式一)可以看出:黑体辐射强度与频率的3次方及一个自然数的指数与1之差的倒数之积相关,并非与频率间存在简单的线性关系。
按普朗克能量子概念,我们假设频率为ν的能量子的能量为W(ν)=hν并代入(公式一)可得:
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按照能量只能一份一份地发射与吸收,我们可以合理地推测:测量装置测量到的频率ν的黑体辐射强度应该是其相同频率能量子能量W(ν)的整数倍。我们假设此倍数关系为:N(ν)。则有:哈尔滨 雾霾
从(公式二)可以看出:黑体辐射的强度并非与所谓的能量子的能量成线性关系,而是与能量子的能量的三次方与一个与能量子、温度有关的自然指数与1之差的倒数之积有关。
从(公式三)可以更进一步看出:黑体辐射强度并不是所谓的能量子能量的整数倍关系。也就是说:按照能量子只能是整数个发射与吸收的观点,黑体辐射强度应该是能量子的个数与能量子的能量之积才对,但上述公式表明黑体辐射强度并非由能量子的数量多少决定!
也就是说:观测到的辐射强度并不是能量子的整数倍!即:能量的吸收并不是一份一份的!
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从以上分析可知:黑体辐射强度并不是能量子的简单叠加或积累。也就是说:黑体辐射强度与能量子间并不是简单的求和关系。按道理:既然测量到的能量是由一份一份的能量子构成的,则应该遵循能量的叠加原理才对。这就从一个侧面体现出能量子的概念是存在严重问题的!

本文发布于:2024-09-21 10:36:43,感谢您对本站的认可!

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标签:能量子   辐射强度   黑体   频率   常数   能量   关系
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