科普:一条成语牵出量子力学、“炉火纯青”背后的科学意义(4)

2023-06-08 来源:飞速影视
当温度超过700k,黑体就要辐射红光了,就进入到人眼的视觉范围,黑体就呈现红色了,温度继续升高呢,就逐步出现红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的渐变过程。继续升高温度,进入到紫外线波段超出了可见光的范围,就又看不见了。
从经典物理学出发推导出的维恩定律在低频区域与实验数据不相符,而在高频区域,从经典物理学的能量均分定理推导出瑞利-金斯定律又与实验数据不相符,在辐射频率趋向无穷大时,能量也会变得无穷大,这结果被称作"紫外灾变"。
1900年10月,马克斯·普朗克将维恩定律加以改良,又将玻尔兹曼熵公式重新诠释,得出了一个与实验数据完全吻合普朗克公式来描述黑体辐射。但是在诠释这个公式时,通过将物体中的原子看作微小的量子谐振子,他不得不假设这些量子谐振子的总能量不是连续的,即总能量只能是离散的数值(经典物理学的观点恰好相反)。

科普:一条成语牵出量子力学、“炉火纯青”背后的科学意义


后来,普朗克进一步假设单独量子谐振子吸收和放射的辐射能是量子化的,这一举动打开了量子力学发展的大门,开启了一个全新的物理学时代。而量子力学所带来的时代影响,已经不局限于科学技术的进步,它所创造的信息时代,正在引发全球社会管理模式的变革。
结束语
从发光的恒星,到燧人氏点燃的火堆,都是这样的发光,燃烧的炉火也是在这样发光,只不过炉火是把储存在化学键中的化学能转换成了热,达到高温时就发出了光,而且随着温度的不同,发出的光的颜色也不同,温度越高,发出的光的波长越短,频率就越高。
我们熟知的“赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫”就是依照光的波长从长到短排列的,所以,“炉火纯青”说的就是炉火的温度高到了发出青光了。

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