量子究竟是什么
量子(quantum)是现代物理的重要概念。即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。
1900 年,普朗克首次提出量子概念,用来解决困惑物理界的“紫外灾难”问题。
紫外灾难:19世纪末,科学界许多科学家已经开始深入研究电磁波,由此诞生了黑体,黑体则是属于热力学范畴,黑体是一个理想化了的物体,为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家以此作为热辐射研究的标准物体。
它能够吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射。换句话说,黑体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1,透射系数为0。而我们知道一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大,短波成分也愈多。
随着温度上升,黑体所辐射出来的电磁波则称为黑体辐射。紫外灾难则指的是在经典统计理论中,能量均分定律预言黑体辐射的强度在紫外区域会发散至无穷大,这和事实严重违背。
普朗克假定,光辐射与物质相互作用时其能量不是连续的,而是一份一份的,一份“能量”就是所谓量子。
然而当时的物理界,包括普朗克本人,都讨厌“量子”这个怪物,千方百计想要将它消化在经典物理的世界之中,但却屡试不果。
唯有爱因斯坦独具慧眼,提出了“光量子假