紫外灾变
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紫外灾变（英語：ultraviolet catastrophe），也被稱為瑞利-金斯災變，指的是19世紀末/20世紀初，科學家面對黑體輻射問題，透過以古典物理學為背景之瑞利-金斯定律，來计算黑体辐射强度與能量間之關係，卻發現以古典物理學理論所計算之黑體輻射強度會隨辐射频率上昇，而趋向于放出无穷大之能量，其結果與实验数据无法吻合的歷史事件。
背景 编辑
19世纪，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年卢默与海因里希·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-金斯定律。
瑞利－金斯公式：
其中， 为辐射的能量密度，k是玻尔兹曼常数，c为真空中的光速，T是热力学温度。可以看出， 在ν趋向于无穷大时趋向于无穷大，这与实验数据相违背。1911年，奥地利物理学家埃伦费斯特用“紫外灾变”来形容经典理论的困境。
开尔文在一次演讲中说道：“动力学理论断言，热和光都是运动的方式。但现在这一理论的优美性和明晰性却被两朵乌云遮蔽，显得黯然失色了……(The beauty and clearness of the dynamical theory, which asserts heat and light to be modes of motion, is at present obscured by two clouds)”其中的一朵“乌云”指的是能量均分定理，而瑞利－金斯公式的導引涉及到能量均分定理。[1]:9[2]
解决 编辑
另见 编辑
參考文献 编辑
引用 编辑
- ^ Kragh, Helge. Quantum Generations: A History of Physics in the Twentieth Century Reprint. Princeton University Press. 2002. ISBN 978-0691095523.
- ^ Electromagnetic Waves in a Cubical Cavity. Hyperphysics. Georgia State university. [2021-04-11]. （原始内容存档于2021-04-21）.
来源 编辑
- 书籍