紫外灾变

✍ dations ◷ 2025-06-28 08:13:11 #量子力学,统计力学

紫外灾变(英语:ultraviolet catastrophe),也被称为瑞利-金斯灾变,指的是19世纪末/20世纪初,科学家面对黑体辐射问题,透过以经典物理学为背景之瑞利-金斯定律,来计算黑体辐射强度与能量间之关系,却发现以经典物理学理论所计算之黑体辐射强度会随辐射频率上升,而趋向于放出无穷大之能量,其结果与实验数据无法吻合的历史事件。

紫外灾变这名词在1911第一次被保罗·埃伦费斯特给使用,但其概念是源自于1900年所推导的瑞利-金斯定律。

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(德语:Otto Lummer)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, w ( ν , T ) {\displaystyle w(\nu ,T)} )”其中的一朵“乌云”便指的是黑体辐射问题。关于黑体辐射强度的计算有另外一条在短波中适用的维恩近似公式。

1900年,德国物理学者马克斯·普朗克提出新公式取代了瑞利-金斯定律,从而解决了这一问题,但也由此引发了一场量子物理革命。

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