作业帮电磁波只能以一种能量包量子的形式被发射和吸收.什么是量子?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/29 21:54:00
电磁波只能以一种能量包量子的形式被发射和吸收.什么是量子?
电磁波只能以一种能量包量子的形式被发射和吸收.
什么是量子?
电磁波只能以一种能量包量子的形式被发射和吸收.什么是量子?
量子一词来自拉丁语quantus,意为“多少”,代表“相当数量的某事” .量子的概念经常在物理学中被使用,一个量子是不可分割的并且是基本的个体.例如,一个“光的量子”,是光的单位.量子力学,量子光学等等更成为不同的专业研究领域.
根本概念是所有的有形性质也许是"可量子化的",指"量子化".这意味著幅度可能是一些数值,而不是任何一个价值,至少在某个范围之内.例如,电子的能量一定对原子(在休息状态) 是可量子化的.这能决定原子的稳定和一般问题.
在20世纪的前半期,一个完全新的概念性框架被开发了.每位专业物理学家看待量子力学如同我们看待用来了解和描述自然的最根本的框架.有个非常实际原因使它有效.这是"必然事",不是更或较不任意人的特选.
历史
量子物理是根据量子化的物理分支,在1900年以理论来建立.由于马克斯·普朗克(M.Planck)释所谓的黑体辐射.他的工作根本上合并了量子化用同样方式,到了今天它仍被使用.但他严重地冲击了古典物理学,需要了另外30年的研究,就是在量子论未确立之前.直到现在一些主张仍然不能被充分地了解.这里有很多需要学习的地方.包括科学的本质是怎么出现.
不光是普朗克对这个新概念感到困扰.当时德国物理社会中黑体研究成为焦点.在10月、11月和12月会议前夕,对他的科学同事报告公开他的新想法.就这样谨慎的实验学家(包括F.Paschen,O.R.Lummer,E.Pringsheim,H.L.Rubens,和F.Kurlbaum)和一位理论家迎接最巨大的科学革命.
黑体幅射量子方程
当物体被加热,它以电磁波的形式散发红外线辐射.这是了解清楚和明白最明显的重要性.当物体变得炽热,红色波长部分开始变得可见.但是大多数热辐射仍然是红外线,除非直到物体变得像太阳的表面一样热.这是当时的实验室内不能够达成的而且只可以量度部分黑体光谱.
黑体幅射量子方程是量子力学的第一部分.在1900年10月7日面世.
能量 E、辐射频率 f 及温度 T 可以被写成：
h 是普朗克常数及 k 是玻尔兹曼常数.两者都是物理学中的基础.基础能量的量子是 hf.可是这个单位正常之下不存在并不需要量子化.
从实验中普郎克推算到h 及 k的数值.因此他在1900年12月14日的德国物理学学会会议中第一次发表能量量子化数值、 Avogadro-Loschmidt数的数值、一个份子模(mole)的数值及电荷单位.这数值比以前更准确.这代表量子力学的诞生.
上古量子化
其实量子化的概念是很旧的.把一条线拉紧固定两端,它便根据不同固定波在某几个不同的频率下震荡.这当然是音乐的基础.这是毕达哥拉斯派学者所认同.
有趣的是毕氏定理到了今天能够应用在量子力学中.原子、份子、固体可以量子化的方式描述.这跟媒介连续性概念相违背.很早的时期已经有人了解到,尤其是 Leucippos及Democritos.虽然得不到物理学家的了解,直到量子力学的发明他们才真正地了解.
Epicurean学院在欧洲的物理及化学文艺复兴中扮演重要角色.