普朗克常数简史

　　1900年10月7日的夜晚，一个天才的想法在马克斯·普朗克的头脑中闪过，他设法解释了热物体辐射能量的方式。在19世纪整个后半叶，热体发出的光的波长分布与其温度的关系，始终是物理学的谜题之一。每个热体发出光，并且当温度增加时光的特性改变。我们熟悉可见光区域的光，相应于彩虹的颜色，但发生的波长也可以太长或太短，以致人眼看不到。比红色光线波长还要长的光叫做“红外线”,可以用作夜视镜。更长波长的光响应于无线电波。同样，波长比蓝色光短的光叫做紫外线，波长更短的光通常叫做“伽马射线”。在室温下未点燃的煤块发射的光在光谱的红外部分。但是，如果我们把它扔到火炉中燃烧，它将开始发出红色光。这是因为当煤炭温度上升时，它辐射的平均波长减少，最终进入我们的眼睛能看到的范围。这个规则是，物体越热，它发出的光的波长越短。随着19世纪实验测量精度的改进，很明显，没有正确的数学公式来描述这一观察现象。这个问题通常被称为“黑体问题”,因为物理学家将完全吸收，然后又重新发出辐射的理想物体叫做“黑体”。问题是眼中的，因为它揭示出无法理解任何物体和每个物体发出光的性质。

　　普朗克在他就任柏林理论物理学教授前，一直在热力学和电磁学领域努力思考这个问题和相关的问题许多年。在普朗克到达之前，这个职位是给玻尔兹曼和赫兹的，但两人都拒绝了。对普朗克来说这是幸运的，由于柏林是黑体辐射实验研究中心，普朗克所潜心进行的实验工作对他后来的理论成果起到了关键的作动漫用。物理学家与同事之间有广泛的和随意的交谈时，他们往工作得最好。

　　我们能清楚地记住普朗克发现的日期和时间，是因为1900年10月7日星期日，他和他的家人与同事海因里希，鲁本斯共度了一个下午。在午餐时，他们讨论了到目前为止解释黑体辐射细节的理论模型的失败。到了晚上，普朗克写下一个公式，用明信片寄给鲁本斯。最后证明这是一个正确的公式，但它的确是非常奇怪。普朗克在尝试了他能想到的一切之后，把它描述为“一个绝望的行为”。真的不清楚普朗克是怎么想出他的公式的。亚伯拉罕·派斯在他写的卓越爱因斯坦传记《上帝是不可提摸的》中写道：“他的推理是疯狂的，但他的疯狂具有神的智力，是只有最伟大的过渡人物才能带来的科学。”普朗克的建议是令人费解的和革命性的。他发现只有假定发出光的能量是由大量较小的能量包组成，才可以解释黑体的光谱。换句话说，总能量是用一个大自然的新的基本常数为单位量子化的。普朗克称此为“作用量子”。今天，我们称它为普朗克常数。

　　普朗克公式的实际意思，虽然他当时没有认识到，光总是取能量包或量子的形式

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