全面解读量子力学的“前世今生”,量子力学为何如此诡异?

普朗克在探索维恩公式和瑞利公式的统一时,提出了一个内插公式,与实际结果高度吻合,这迫使他寻求理论上的突破。然而,尽管他付出了巨大努力,仍无法直接从经典力学的普遍理论中推导出新的辐射定律。最终,他尝试利用玻尔兹曼的统计方法取得了成功,并计算出普适常数,后被称为普朗克常数,普朗克称之为“作用量子”,而能量的...

引力透镜来“搅局” 哈勃常数有了第三个数值

1929年,埃德温·哈勃等天文学家发现,星系距我们越远,它就越快地离开我们,这被认为是关于宇宙膨胀理论的第一个观察证据,并引出了后来的“大爆炸”概念,膨胀率的值即著名的哈勃常数。哈勃常数的单位是千米/秒·百万秒差距,即如果哈勃常数为1,就表明在每300万光年的距离上,星系远离地球的速度为每秒1千米。“一直...

解读宇宙中的最高温和最低温,为何无法突破温度的限制?

普朗克温度实际上是科学家们提出的理论温度,数值为T=1.4116833(85)×10的32次方K,是目前宇宙温度的上限,代表了宇宙大爆炸瞬间的温度(第一单位普朗克时间)。温度在微观上是粒子运动激烈程度的体现,因此可将温度与粒子运动关联起来——T=mv平方除以k,其中m为粒子的质量,v为速度,k为玻尔兹曼常数。为计算普朗克...

「名家专栏」华东师范大学徐信业教授及团队:量子理论产生与发展

他假设能量在发射和吸收时不是连续的，而是分立的，并且每份能量是最小单位????的整数倍，??称为普朗克常量，这就是能量子的概念。爱因斯坦在1905年引入了光量子的概念，即光具有粒子性，光场是由多个光量子组成的，光量子能量????=????，??是约化普朗克常数，??是光场的角频率。光量子后被简称为...

物理版“开学第一课” — 有个物理常数居然和8月31日有关?

在黑体辐射的计算过程中,普朗克在表达式中引入了一个辅助变量h,从而导出了黑体辐射的表达式在同一篇文章中,普朗克还首次给出了这个辅助变量h(后来被称为普朗克常数)以及另一个常数k(就是著名的玻尔兹曼常数)的值这一结果与现代的结果相当接近。话说回来,普朗克的担忧不是没有道理的。事后人们发现,由于对理论理解...

探索| 物理学家的伟大贡献(中)

普朗克常数的出现,使得我们能够量化微观世界的能量变化(www.e993.com)2024年11月10日。在量子力学中,任何一份能量的变化都必须是普朗克常数的整数倍。这一规律不仅揭示了微观粒子行为的独特性,还为后续量子理论的发展提供了重要的数学工具。普朗克的量子假说不仅解决了当时物理学界的燃眉之急,更为后续物理学的发展开辟了新的道路。随着量子力学的不...

爱因斯坦和固体量子论 | 于渌院士

有人,包括普朗克自己,试图修补牛顿经典力学和麦克斯韦电磁理论。对他自己提出的辐射率,普朗克给出了几个不同的推导,最多承认机械振子与辐射场交换能量时只能取hν的整倍数(ν是辐射场频率,h是普朗克常数),但辐射场本身是连续的波。爱因斯坦却认为,黑体辐射、光电效应、荧光等实验与经典力学和麦克斯韦经典电磁理论的...

到底需要多少物理参数,才能解释宇宙中的所有奥秘?

为我们提供宇宙知识的26个常数。1)精细结构常数,或电磁相互作用的强度。就我们比较熟悉的一些物理常数而言,这是基本电荷(例如电子)平方与普朗克常数和光速之比。但是当你将这些常数放在一起时,你会得到一个无量纲的数字!就目前在我们宇宙中存在的能量而言,这个数字是≈1/137.036,尽管这种相互作用的强度随着相互作用...

验证原子能级量子化的里程碑:弗兰克—赫兹实验

(2)验证了普朗克提出的革命性黑体辐射能量公式E=hf,其中E为(某种谐振子)能量,h为普朗克常数,f为谐振子或电磁波频率。弗兰克和赫兹两人更进一步反向操作,他们利用测得的图1中的峰值间距(4.9V)和放电管周边测得的光谱线波长(253.6nm),实际订定出当时尚待精确测量的普朗克常数值。令人不禁赞叹的是,弗兰克和赫兹的...

世界上存在完美的球体吗?科学家打造的最完美球体,仍然有偏差

以普朗克常数定义千克在2018年第26届国际计量大会上对千克进行了重新定义，这次是使用普朗克常数来定义的。因为普朗克常数将会永远定义为6.62607015×10-34J·s，所以科学家们可以通过这个固定的数值，来推导出一千克的质量。具体定义为：取普朗克常数的稳定数值为6.62607015×10-34，再将其以单位焦耳×秒来表示，...