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第八十五篇 量子论第一问题的解答 一、量子论的第一问题 量子论的第一问题是卜朗克、爱因斯坦不清楚微观粒子的能量为什么一定得量子化？（请参见物理学：概念及联系 P329） 二、卜朗克常数h的含义 1900年德国科学家卜朗克在研究黑体热辐射时，发现辐射能量E不连续，是一份一份的，可能存在着最小能量单元，后来名为卜朗克常数h ；对于热能，不管辐射或吸收都只取h的整数倍，这倍数就是频率f . 热辐射能的量子公式为 E=hf .式中能量E指辐射的动能，单位是克·（厘米2/ 秒2），卜朗克常数 h = 6.63X10—27克·（厘米2/ 秒2）/赫兹（或写为 h = 6.63X10—34焦耳/赫兹），表示频率f = 1赫兹时，黑体热辐射能量子的动能。这个消去了赫兹的极微小的能量值也叫做卜朗克常数，它就是能量子，亦即能量的、最小的、基本的单位。记为 h 。= 6.63X10—27克·（厘米2/ 秒2）。 三、卜朗克和爱因斯坦的疑惑 诚然，能量和频率都是经典物理学（牛顿体系）的语言，但卜朗克用这个语言所描述的辐射能的分立状态，则与经典物理学所认定的关于热能、光能、电磁能之连续性是根本对立的。此分立性构成了量子论的特殊本质，并成为量子论与牛顿体系在逻辑上不一致的根源。1905年爱因斯坦发表文章，认为光波具有粒子性，他创造了光量子一词。这样，爱因斯坦把分立性由卜朗克的黑体热辐射，推广到光辐射，从而支持了卜朗克的量子说。 辐射的能量、或微观粒子的能量，都取6.63X10—27克·（厘米2/ 秒2）这个能量量子（亦即能量的、最小的、基本的单位）之整数倍，这已是被实验反复证明而确凿无疑的事实。但是，卜朗克和爱因斯坦这两位辐射能量量子的发现者和倡导者，直到就木之时，他们都未曾搞懂为什么辐射的能量，或微观粒子的能量一定是量子化的，这是量子论的一个基础性的问题啊。 四、“道”物理学的简明解答 且问“道”物理学，为何辐射能量，或微观粒子能量一定是量子化的？亦即为何卜朗克常数 h 。= 6.63·10—27克·（厘米2/ 秒2）会成为能量子？ 答曰：显而易见，在此能量子 h。中的“克”代表着物质，“厘米”代表着空间，“秒”代表着时间。“道”物理学认为：辐射的能量，或微观粒子的能量之所以一定是量子化的，其原因在于物质、空间和时间此三大基本要素，在微观尺度上，它们都一定是量子化的。卜朗克常数是微观物质在量子化时空舞台上的一种精彩表象。 （转载自张天健_560） (责任编辑：admin) |