蒲朗克常量在量子力學中的地位?

時間 2021-06-20 09:24:04

1樓:鹽選推薦

蒲朗克到底做了什麼呢?簡單一句話,他說:光裡面的能量是乙份乙份的

什麼意思呢?比如說,我們看到水波的時候,會說,水波的能量可大可小,波浪小的時候,能量小;波浪大的時候,能量就大。而且,波浪的能量是從 0 到無限大,中間是連續的。

光也是波,這個事實十九世紀初就被物理學家確定了。因此,我們想當然地認為,光的能量和波浪一樣,也是從 0 到無限大,連續不斷。

蒲朗克卻說,不然,光的能量是乙份乙份的。比如說,你開啟雷射筆,雷射的波長或者頻率是固定的。蒲朗克的發現告訴你,這個雷射的能量有個最小的部分,這個部分的能量與雷射的頻率成正比,正比的係數叫蒲朗克常數。

蒲朗克常數非常小,這樣,乙個光子的能量也非常小。

聰明的你很快就會推論,如果是這樣,那麼,雷射的能量就是最小能量的整數倍。不錯,你猜對了。這個結論正是蒲朗克的在 1900 年左右發現的。

接下來,我們說說是什麼導致了蒲朗克的發現,以及這個發現具體是什麼意思。

回顧一下玻爾茲曼的統計力學,任何氣體都是由分子或者原子構成的。玻爾茲曼發現了乙個重要的規律:物體中的分子的能量和物體本身的溫度是成正比的。

在十九世紀末、二十世紀初的時候,物理學家們想把玻爾茲曼的理論應用到光的研究領域。我們知道,1888 年,赫茲用實驗證明了電磁波的存在。所以,十九世紀末、二十世紀初的科學家們開始想要對光,也就是電磁波具有的能量進行研究。

例如,太Sunny照射到地球,就有固定的能量。

如果我們在乙個爐子裡點火,然後把爐子密封起來,那麼它裡面就有光。當這些光的能量和燃燒的物體之間取得乙個平衡的時候,它也就有溫度,就像太Sunny一樣。太陽的表面溫度是 6000 度左右,因此太陽發出的光的溫度也是 6000 度左右。

我們如果把太Sunny和地球上的光做模擬,就會知道地球上的光也有溫度。

這個時候,物理學家們就想把麥克斯韋的理論和玻爾茲曼的分子原子理論結合起來。他們設想:如果給氣體設定乙個溫度,能夠計算出它包含多少能量,那麼給光和電磁波設定乙個溫度,也應該能計算出它有多大能量。

當物理學家們把這個公式應用到麥克斯韋理論中時,發現這個能量是無限大的。當然,如果乙個物體有無限大的能量,這倒是一件好事,因為這樣我們就會有取之不竭的能源。但事實卻是,沒有乙個物體有無限大的能量。

那麼,物理學家們怎麼會計算出光和電磁波擁有無限大的能量?

2樓:百年孤獨

我從對易的角度來說一下。

我們有不確定關係,他是怎麼來的呢?

因為 他們是不對易的。當兩個算符不對易時,一般來說他們不能同時有確定值。如果蒲朗克常量h在此關係中略去,那麼他們就是對易的,那麼這兩個力學量同時有確定值,這樣微觀規律就過渡到了巨集觀規律了,也就是我們可以同時知道他的位置與動量了。

我們高中學過蒲朗克常量,知道能量是量子化的,是分立的。但是我們卻會用積分來計算能量值,這矛盾嗎?

群星閃耀 量子化是有條件的,並不是所有問題都要量子化。而且求解離散型問題的時候用的是求和而不是積分。再者,對於巨集觀物理問題,蒲朗克常數的大小一般都可以忽略不計,就是量子化也不會有太大影響。 沙沙狐狐 能量是量子化的 其本身就是錯誤的!任何時候,能量交換都是連續的,都有 開始 發展 最高 減弱 消失...

在基本量子力學中 spectral theorem 有什麼意義?

已登出 1,疊加原理 公理 體系的純態由復可分Hilbert空間中的歸一化向量表示。疊加原理 這是公理的推論,線性空間上自然可以做加法,這和運算元的譜,譜定理,都沒有關係。2,譜 對於運算元 我們考慮方程 1 有限維 選定 中基底,運算元 可以用矩陣描述。此時,只有兩種可能 a,是運算元 的點譜 本...

量子力學是愛因斯坦提出的還是蒲朗克還是薛丁格?

nzczll 狹義的量子力學,不包括舊量子論,是指從德布羅意提出物質波開始,在概率的意義上建立起來的量子理論。這種狹義的量子力學,主要的提出者,是德布羅意 薛丁格 海森堡 玻恩 狄拉克,這幾個人共同提出,不是某乙個人提出。並且和蒲朗克 愛因斯坦 玻爾,都無直接關係。廣義的量子力學,包括舊量子論。這種...