【普朗克常数怎么得来的】普朗克常数(Planck constant)是物理学中一个非常重要的基本常数,它在量子力学的发展中起到了关键作用。它的发现不仅解决了经典物理无法解释的“紫外灾难”问题,还标志着量子理论的诞生。那么,普朗克常数是怎么得来的呢?以下是对这一问题的总结与分析。
一、背景介绍
19世纪末,科学家们对黑体辐射现象进行了大量研究。根据经典电磁理论,黑体辐射的能量应该随着频率的增加而无限增大,这显然与实验结果不符,导致了所谓的“紫外灾难”。为了解决这一矛盾,德国物理学家马克斯·普朗克(Max Planck)在1900年提出了一个全新的假设:能量不是连续变化的,而是以离散的“能量子”形式释放或吸收。
二、普朗克常数的来源
普朗克通过实验数据拟合得出一个公式,用来描述黑体辐射的光谱分布。他假设能量是以最小单位“ε = hν”来传递的,其中:
- ε 是能量;
- ν 是频率;
- h 是一个比例常数,即普朗克常数。
这个常数的数值是通过实验数据反推得出的,因此它是实验测量的结果,而不是理论上推导出来的。
三、普朗克常数的数值
单位 | 数值 |
焦耳·秒(J·s) | 6.62607015×10⁻³⁴ |
电子伏特·秒(eV·s) | 4.135667696×10⁻¹⁵ |
注:自2019年起,普朗克常数被国际单位制(SI)定义为精确值,用于重新定义千克。
四、意义与影响
普朗克常数的提出,打破了经典物理学中能量连续性的观念,开启了量子力学的新纪元。它不仅是量子力学的基础,也广泛应用于原子物理、粒子物理、光学等领域。
五、总结
普朗克常数的来源可以归结为以下几点:
内容 | 说明 |
来源 | 实验数据拟合与理论假设结合 |
提出者 | 马克斯·普朗克(Max Planck) |
时间 | 1900年 |
物理意义 | 标志量子理论的诞生 |
数值 | 6.62607015×10⁻³⁴ J·s(精确值) |
通过以上内容可以看出,普朗克常数并非凭空而来,而是基于对黑体辐射现象的深入研究和实验验证。它的出现不仅解决了当时的物理难题,也为现代物理学的发展奠定了坚实的基础。