黑体辐射与普朗克

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任何有温度的物体都会辐射。温度升高时,辐射光谱的峰值波长变短(维恩定律),物体颜色从红热变到白、再到蓝白,总辐射按 T⁴ 急剧增大。

正是这条曲线让普朗克提出「能量只能一份份地发出」,开启了量子物理。

原理解析

任何有温度的物体都会向外辐射电磁波,光谱的形状只由温度决定。温度升高时,辐射的峰值波长变短(维恩位移定律),物体颜色从暗红 → 橙 → 黄白 → 蓝白;同时总辐射按 T⁴ 猛增(温度翻倍,辐射变 16 倍)。难点在于:经典物理预言短波辐射会趋于无穷(「紫外灾难」),与实验完全不符。1900 年普朗克大胆假设能量只能一份一份(量子化)地发出,才第一次算对了这条曲线——量子物理由此诞生。

生活中的例子