《20世纪思想史:从弗洛伊德到互联网(世界思想史)》读书笔记
作者:[英]彼得·沃森
译者:张凤,杨阳
出版社:译林出版社
出版时间:2019-10
一、两种现象
- 自古以来人们就知道,在加热一种物质(比如说铁)时,它首先会发出暗红的光,然后是鲜红色,最后是白色。这是因为中等温度下会激发出波长较长的光,随着温度的升高,波长较短的光随之出现。当材料变得白热化时,所有波长的光都将出现。
- 对于温度更高的物体(比如恒星)的研究表明,在白热化之后的下一阶段里,波长较长的光将消失,导致光的颜色逐渐朝光谱的蓝色端移动。
二、普朗克的实验
一个完美的黑体能够百分百地吸收所有波长的电磁辐射。
根据经典物理学,一个黑体应该只能根据其温度发出辐射,而这种辐射应当在每个波长一齐发出。换句话说,它应该只能发出白光。
实验显示,黑体受热时的现象或多或少类似于铁块受热,首先发出暗红的光,然后是鲜艳的红橙光,最后是白光。为什么会这样呢?
三、普朗克的思想
普朗克思想的核心是,与通常的看法相反,电磁辐射是不连续的,只能以一定的大小成束发射。牛顿曾认为能量的发射是连续的,但普朗克的观点与之相左。他说,能量的发射就像用软管喷水,每次只能喷出成股的水流。
该理论的一部分是关于这种小股能量规模的计算,即普朗克所称的h,也就是后来人所共知的普朗克常数(Planck's constant)
四、普朗克的解释
普朗克对黑体辐射的观察结果表述如下:虽然特定颜色的光的能量束是一样的,但比如说红光,其能量束就要小于黄光、绿光或蓝光。当一个物体刚开始受热时,它先发出能量束较小的光。随着受热增加,它就能发出能量束相对较高的光。
五、量子(quantum)
普朗克将这种非常小的能量束定义为构建整个宇宙的基本且不可分割的组成单位。
它之于能量辐射,就像原子之于物质世界。普朗克将其称为“量子”(quantum)。
这一发现证明自然并不是一个连续的过程,而是以一系列极微小的颠簸方式发生变动。
量子物理学的时代到来了。
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