量子力學:最初的量子一詞如何來的呢,量子力學又是怎麼誕生的?

當今社會我們都已經聽說或者瞭解過量子力學,而量子力學的應用也走入了我們的生活,比如我們所用的電子產品的晶體管,或者我們手機中高通驍龍CPU,亦或是軍事領域的核武器,甚至激光武器的研究,都離不開量子力學,那量子一詞如何誕生的呢?

讓我們來到1900年的4月27日,英國皇家協會為了迎接新世紀的來臨舉辦了一次宴會,在會上當時物理學界的權威開爾文勳爵發表了一個很有名的演說,他說,物理學的大廈已經建成,未來的物理學家只需要做些修修補補的工作就行了。但是,明朗的天空還有兩朵烏雲,一朵與黑體輻射有關,另一朵與邁克爾遜實驗有關,就是這兩朵烏雲誕生了以後的量子論和相對論。

第一朵烏雲關於黑體輻射,我們知道只要有溫度的物體都會輻射電磁波,這就是熱輻射現象。熱輻射在不同波長的能量密度的分佈可以得到一條實驗曲線,但是為什麼會有這麼一條實驗曲線,當時的物理學家沒有人能做出解釋,包括德國物理學家普朗克。有一次普朗克就想如果輻射吸收或放出的能量不是連續的呢,是有單位的,是一份一份的呢,在經過計算後得到的曲線正好和實驗曲線相符。但是能量怎麼會不是連續的呢。就好比把一杯50℃的水加熱到100℃的過程中,水的溫度必然會經過50℃到100℃區間內的所有溫度。如果能量是一份一份的,水的溫度可以從50℃直接到60℃再到70℃……,而不必經過它們區間內的溫度。能量的傳遞怎麼會不是連續的呢,普朗克對他的發現持保守態度並未立即發表。同年底的12月14日,普朗克得出了輻射定律的理論推論和能量量子化的假說,這樣的假說調和了經典物理學理論研究熱輻射規律時遇到的矛盾。基於這樣的假設,他並給出了黑體輻射的普朗克公式,把一個能量的單位成為一量子。受他的啟發,愛因斯坦於1905年提出,在空間傳播的光也不是連續的,而是一份一份的,每一份叫一個光量子。

後來人們把12月14日作為了量子日,以作紀念。 這個與經典物理學相悖的假說也被作為了量子力學誕生的標誌。

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