黑体辐射

任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的性质。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。

1893年，威廉·维恩提出一个数学公式。这种公式在光谱的短波部分使测定值与计算值完全相一致，然而用在中波和长波部分却无效。

1900年，英国物理学家为长波找到了一个规律。瑞利根据经典统计力学和电磁理论，推导出黑体辐射的能量分布公式，这个数学式子适用于长波，在短波部分却是无穷值，可相反的是，实验结果是零。

这个反差强烈的严重问题，被称为“紫外灾难”，因为紫外线是长波、中波与短波的分界波。

为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体——黑体。所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射。理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射，其光谱特征仅与该黑体的温度有关，与黑体的材质无关。

马克斯•普朗克于1900年建立了黑体辐射定律的公式，并于1901年发表。其目的是改进由威廉•维恩提出的维恩近似。普朗克得到的公式则在全波段范围内都和实验结果符合得相当好。在推导过程中，普朗克考虑将电磁场的能量按照物质中带电振子的不同振动模式分布。得到普朗克公式的前提假设是这些带电振子的能量只能取某些基本能量单位的整数倍，这些基本能量单位只与电磁波的频率有关，并且和频率成正比。

这即是普朗克的能量量子化假说，这一假说的提出比爱因斯坦为解释光电效应而提出的光子概念还要至少早五年。然而普朗克并没有像爱因斯坦那样假设电磁波本身即是具有分立能量的量子化的波束，他认为这种量子化只不过是对于处在封闭区域所形成的腔内的微小带电振子而言的，而这种束缚态必然导出量子化。普朗克没能为这一量子化假设给出更多的物理解释，他只是相信这是一种数学上的推导手段，从而能够使理论和经验上的实验数据在全波段范围内符合。

所有的显态粒子都沉浸在场态粒子的海洋中。场态粒子与显态粒子不断相互作用，相互诱导震荡并交换能量。

场态粒子能够不断诱导核外电子跃迁到其它轨道，核外电子不断诱导场态粒子成为瞬时振荡场态粒子。显态粒子会与周围的场态粒子相互作用，不断相互诱导震荡，震荡场态粒子不断传递电磁波。

实际上，黑体辐射与热辐射没有本质区别，仅仅是一个极端的理论模型。

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