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谈谈普朗克常数的物理含义

  E hv是普朗克在研究黑体辐射的时候提出来的。普朗克在推导黑体辐射强度的公式时发现,只有当假定某个固定频率的辐射能量等于hv的整数倍时,计算的结果才与实验相符合,普朗克对此很不理解,科学家们因此认为电磁辐射是不连续的,量子力学由此诞生。
  下面我们来分析"为什么某个固定频率的辐射能量是hv的整数倍"。
  就某一个固定频率的辐射能来说,假设电子每振动一次辐射的能量为h,振动一次的周期为T,则振动频率为v 1/T,频率v表示每1秒钟振动的次数。那么每秒钟所辐射的能量可表示为E hv。由此可知,普朗克常数h表示电子振动1次辐射的能量,频率v表示每秒钟振动的次数。hv表示振动1秒钟所辐射的能量。
  我们知道,辐射能量是在原子内部发生的,即每一个原子都是一个辐射源,实验所考察的黑体空腔是由无数个原子组成。假设在这无数个原子中,其中有n个原子其辐射能量的频率都相同(频率都为v),且每个原子内部电子振动一次辐射的能量为h(假设每个原子内部只有一个电子),则在1秒钟每个原子辐射的能量为hv,频率为v的n个原子总的辐射强度E nhv,由于"n"表示的是原子个数,所以n是自然数,这个自然数n导致了辐射能强度E是hv的整数倍。普朗克就是因为这个"整数倍"而认为电磁辐射不是连续的,而是由一份一份的能量加起来之和,每一份的能量最小值就是hv。通过以上分析,我们终于弄明白电磁辐射不连续的原因。

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