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摘自 http://www.mr-wang.idv.tw/men/m012.htm

 一般來說,數學家或物理學家大體上都會在年輕時就有重要發現。像卜朗克這樣過了四十歲才有了重要發現的可以說是例外。他在德國基爾出生,畢業於慕尼黑及柏林大學。一八九二年三十四歲時成為柏林大學的教授。據說當時的卜朗克是十足的古典物理學的信徒。開始時研究的是熱力學。波茲曼著名的公式 S=k logW 其實是他寫成那樣的。

 

    一八九五年以後,他轉為研究熱放射。熱放射就是好像類似從高溫的爐子放出來的光。隨者德國鐵路業的發達,熱放射的研究成為焦眉之急。尤其是出來的光的顏色和強度的關係成為最大問題。一八九六年,雖然已有了維恩的研究,一八九九年倫瑪和普林斯海姆用鹽化鉀造的稜鏡調查到紅外線領域的結果,發現與維恩的公式不符。這麼一來,維恩的公式就變得不完整,需要從頭加以檢討。

    二十世紀的頭一年,一九○○年十月,卜朗克在柏林的物理學會提出能說明那些新事實的公式。當然接下來的問題是查出維思的公式的整個過程中哪裡不對。

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    兩個月後的十二月十四日,他在物理學會說明導出公式的整個論點。其中包括能量不能連續地帶著任意值,只能帶以hv為單位斷斷續續的值的假設。v是光的頻率,h是「卜朗克常數」。這就是成為「量子論」的出發點的大發現。

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    對他來說,卜朗克常數的存在雖然是大發現,可是其更重要的意義卻在一九○五年才由愛因斯坦的「光電效應」論文明示出來。那就是光的粒子性。卜朗克立即給愛因斯坦的相對論非常高的評價,同時把他請到柏林大學去。

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    卜朗克不遺餘力貢獻給德國物理學的發展。他的太太和三個小孩都先於他去世,而且最後的次子也涉及希特勒暗殺事件而被處死。他本人孤獨地活到八十九歲。

 

以下摘自http://www.csghs.tp.edu.tw/~tause/

卜朗克  Planck, Max (1858.4.231947.10.4)

德國物理學家,量子物理學的開創者和奠基人,1918諾貝爾物理學獎獲得者。20世紀初量子論和相對論的確立帶來了物理學的根本變化。

卜朗克從師於名家亥姆霍茲基爾霍夫,學術上進步很快,年僅21歲時就得了物理學博士學位,次年即成為慕尼黑大學講師,1885年任基爾大學的特命教授。卜朗克在黑體輻射和吸收的理論研究中,首先於190010提出了一個適用於電磁波譜所有波段的經驗公式,即著名的卜朗克輻射公式。這樣就把當時只能分別再短波波段和長波波段與實驗相符的維恩能量分布公式和瑞利輻射公式巧妙而成功地統一起來。

為解釋黑體在一定溫度下輻射能量的分布,他提出一個假說,認為能量只能取某一基本量(即能量量子或作用量子)的整數倍,這一作用量子也稱卜朗克常數(h)。他所以能夠成功地給出一個完整的理論推導,是由於放棄了經典物理學的基本原理而引進能量量子這樣的概念。由於卜朗克的理論打破了經典物理學的框框,許多物理學家起初都拒絕接受它,他們認為這不過是專門為證實輻射公式而引進的一個特定假設而已。直到1913丹麥物理學家波耳用量子理論第一次成功地計算出光譜的特殊譜線的位置,這一理論才開始被人看作是一項驚人的成就。

自從作用量子這一概念被引進物理學之後,它在越來越多的領域中取得了支配的地位,尤其是在原子尺度以下的結構理論方面,被證明是極其重要的。卜朗克雖然提出了這樣一個嶄新的概念,但他卻是經典物理學時代的保守科學家之一,在熱力學方面,他甚至連波茲曼提出的機率解釋都不承認,只是看到對於他通過直覺想到的正確輻射公式,再也沒有其他可資採用的理論基礎時,他才被迫採用了這一特殊的統計方法。20年代量子理論的進一步發展中,卜朗克參與的活動很少。

他一直屬於只承認青年一代所取得的成就,但拒不接受青年人在其理論基礎上總結任何東西的那種老一輩物理學家。卜朗克一生中擔任過很多榮譽職務:1912年任普魯士科學院數學和自然科學部的終身秘書;自1894年以來他就是該學院的院士;他也是英國皇家學會和其他許多學會的外籍會員。從1930年起,擔任柏林威廉研究所的所長,第二次世界大戰後,該所以他的名字命名為馬克斯-卜朗克研究所。

德國國家社會黨(即納粹)政府專政時期他仍留在德國,並不斷致力於阻止對別國採取非正義行動。卜朗克1947104日去世,享年89歲。


卜朗克輻射定律  Planck’s radiation law

德國物理學家M.卜朗克在1900年導出的一個數學關係式,用以解釋從倍加熱表面所發射的輻射能的分布。卜朗克假設輻射源是處於振盪狀態的一些原子,而且每個振子的振動能只可在一系列的分立值中取某一個值,但永遠不能是兩個分立值之間的任何值。卜朗克進一步假定:當一個振子從能態E1轉變為低能態E2時,會輻射出電磁波(),被輻射出的電磁波的能量為E1-E2。這個量子的能量等於輻射頻率ν與卜朗克常數h的乘積。即E1-E2=hν。

卜朗克定律表明:處於熱力學溫度T的黑體空腔,在波常範圍λ到λ+Δλ之間(Δλ表示波長的增量),每單位體積所輻射的能量Eλ可以用卜朗克常數h、光速c以及波茲曼常數k表示為:

所發出輻射的波長λ與其頻率ν成反比,即λ=c/ν。現以測得卜朗克常數的值為6.626×10-34焦耳-秒。溫度高達數百度的黑體,其輻射電磁波大部分在電磁波譜的紅外區段,溫度增高其輻射能量也隨增加。但發射波譜的強度峰值要向著波長較短區段移位,因而主要的部分是輻射出可見光。

 


卜朗克常數  Planck’s constant

量子力學中特有的基本物理常數,符號為h,它從原子尺度描述例子和波的特徵,包括光的粒子性。德國物理學家M.卜朗克1900年在表示黑體輻射能量分布的精密公式中提出這個常數,在此公式中,卜朗克常數的重要意義在於指明像光這類輻射是以分立(不連續)的能量或量子來發射、傳遞和吸收的。這種能量由輻射的頻率和卜朗克常數的量值來決定。每個量子或每個光子的能量E等於卜朗克常數h乘以輻射頻率ν,即E=hν。卜朗克常數的另一形式為 ,常出現在量子力學方程式中, 。卜朗克常數的單位是能量和時間的乘積,稱為作用量。所以卜朗克常數通常定義為基本的作用量子。在M.K.S.制中等於6.626× 10-34焦耳-,在c.g.s.制中等於6.626×10-27爾格-秒。

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