个人介绍
相对论与量子理论-时空与微观世界探秘 北京师范大学 赵峥
提供学校: 北京师范大学
院系: 物理系
专业大类: 物理学
专业: 理论物理
课时: 64

赵峥老师用通俗易懂的语言为我们介绍了相对论,还有关于宇宙以及世界的一些神奇的探索。而且赵老师有丰富的历史背景知识,为我们讲述了物理大师们的趣闻趣事。

去太空时空旅行的人要比地球上的人年轻?

物理学世纪大争论:波尔、玻恩、海森堡、泡利、狄拉克等VS爱因斯坦、薛定谔、德布罗意等!上帝到底掷不掷骰子?

仅仅一克反物质就相当于20万吨当量的核炸弹的能量——比当年扔在广岛的那颗原子弹要强2000多倍。反物质到底是怎么发现的?

教师团队

赵峥 教授

部门:物理

职位:理论物理博士生导师

2.1 量子论的诞生

普朗克提出量子论的背景

1870年-1871年普法战争

德国获得胜利,大力发展钢铁制造。由于冶金以及照明设备制造等的需要,人们急需找到黑体辐射强度和辐射频率的关系。1889年卢默与鲁本斯通过研究空腔辐射得出了黑体辐射光谱的实验数据。但是,单使用实验数据找对应点的方法十分不便,于是,人们开始了寻找一般的公式。

1900年,瑞利根据经典统计力学推出了一个公式,1905年,金斯修正了瑞利辐射公式中的一个数值错误,以后,此公式被称为瑞利-金斯公式。

  

其中,w(ν,T) 为辐射的能量密度,k是波尔兹曼常数,c为真空中的光速,T是热力学温度。 可以看出,w在ν趋向于无穷大时趋向于无穷大,这于实验数据相违背。 1911年,奥地利物理学家埃伦费斯特用“紫外灾难”来形容经典理论的困境。

量子论

普朗克对黑体辐射展开了研究。普朗克总是尽可能试图在麦克斯韦电磁理论内部解决问题,而不是颠覆这个理论以求得突破。但最后,他不得不假定:能量的传递不是连续的,而是以一个一个的能量单位传递的。这种最小能量单位被称作能量子(简称量子)。

光子说

由爱因斯坦提出。(建立在普朗克能量子的概念之上)光子(又叫光量子)是一种静止质量为零的粒子,具有能量和动量。它的能量表hγ(γ为频率,h为普朗克常量) 动量表示式为p=P=h/λ=hγ/c(γ为频率,c为光速,h为普朗克常量)在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量与频率成正比,即E=hγ (h=6.626*10^-34 J.S)

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