辐射研究与辐射工艺论文标准格式（辐射研究与(4)

19世纪的时候波动派以托马斯·杨为带头大哥，祭出了光的双缝干涉实验这把大杀器，可谓是神挡杀神，佛挡杀佛。学过中学物理的人都知道光的双缝干涉实验结果清楚的表明光就是一种波，所以才会出现干涉条纹。波动派一下子占据了上风，粒子派受到前所未有的，一时间抬不起头，所以当时大家普遍接受了光是一种波的概念。光就像声波一样，但是我们都知道声音的传播是需要介质的，那光传播的介质是什么呢？

当时的物理学家同样也充满了这种疑问，光是怎么从太阳传递到地球上的呢？物理学家为了解释光传播的介质问题，就提出了一种“以太”说，意思就是宇宙中充满了一种叫做“以太”的物质，“以太”就是光传播的介质，前文迈克尔逊和莫雷就想通过实验证明以太的存在。 既然这个试验失败了为啥还这么著名呢？主要就是因为这个实验的结果直接导致了后来爱因斯坦相对论的诞生。当然第一朵小乌云并不是这本书的主题，后面我们有机会再详细介绍爱因斯坦和相对论的故事。

接着咱们再说一下作为主角的第二朵小乌云：黑体辐射实验与理论公式不相符的问题。什么是黑体辐射呢？要了解黑体辐射必须先了解什么是黑体，简单地说黑体就是指能够吸收全部外部辐射而不反射外部辐射的东西。黑体并不神秘，我们也能做，找一个密闭而不透明的小球，在上面开个小孔，那么所有从小孔入射到小球里的外部辐射，经过小球内部反射之后都会被吸收，几乎不会再从小孔中反射出来，那么这个小孔就可以看做是一个黑体。

物理学家在研究黑体的辐射频率与温度关系时，发现从经典物理学出发推导的黑体辐射公式与实验结果存在偏差。就在大家一筹莫展的时候，一位全员恶人从此路过，这个恶人就是我们的大哥普朗克。普朗克大哥也浸淫黑体辐射研究多年，为了解决这个问题，普朗克大哥不得不另辟蹊径，他通过数学的根据之前的研究和实验硬是凑了一个公式，这个公式非常准确的符合实验的结果，然后普朗克再研究这个公式的意义。大哥果然是大哥，解决思路都这么生猛。

然而在研究这个公式的意义的时候却出现了让人意想不到的问题，普朗克发现如果要使这个公式成立就必须假设黑体在辐射和吸收能量的时候是不连续的，而是一份一份的，并且有一个最小的基本单位，他管这个单位叫做“能量子”，后来简化为“量子”，这就是“量子”这个词的来源。 为什么说普朗克大哥发现黑体辐射公式的意义不寻常呢？因为经典物理学认为能量是连续的，如果我们说一个化学反应向外释放100焦耳能量，经典物理学认为它总可以在某个时刻达到0-100范围内的任何可能的数值，但是量子力学认为，你不可能达到任意数值，你只能是以能量最小单位的整数倍向外释放，就像，有一个规定的最小单位1分钱，当你付款的时候，你不能付任意数值的钱，你只能付最小单位整数倍的钱，你不能付1块二角三分半。

普朗克大哥就这样一不小心开创了量子物理的先河，这里顺便提一下这位大哥研究物理的动机，也非常有意思。前文说19世纪经典物理大厦基本建成，人们以为物理研究已经到达尽头，甚至当时有人说物理学的未来只能在小数点后六位去寻找。也就是说你想在物理学领域开发新的大厦，不好意思，土地都被牛顿、麦克斯韦这些大开发商开发完了，以后只能干点补补漆、换换灯泡的活。普朗克导师甚至劝说普朗克放弃物理研究，普朗克大哥很朴素的说：我也没啥大的愿望，让我补补漆、换换灯泡就行。谁知道他其实是个恶人，最终拿起名叫“量子”的大锤跑到经典物理学大厦里砸墙，边抡边喊“八十！八十！”，就在普朗克砸墙的时候，隔壁也传来了砸墙的声音“四十！四十！”，仔细一看，呦呵！这不爱因斯坦嘛！拿着名叫“相对论”的小锤也在砸墙。

开尔文老头报告中的两朵小乌云，一朵造就了相对论，一朵造就了量子物理，而让经典物理大厦遭受风雨的相对论和量子物理正是构成现代物理学的两大支柱，真不知道开尔文到底算是狼人还是预言家。

很多人对“量子”这个词理解存在误区，我们知道构成物质的分子、原子、电子这些基本粒子，甚至原子还可以分为中子和质子，很多人误以为“量子”也是一种粒子，实际上“量子”并不是一种客观实在的物质，而是物理学家定义的一个概念，就像是重量、速度一样。

那么量子物理到底都研究些什么东西呢，简单的说经典物理学研究对象是宏观低速（远低于光速）世界，而量子力学研究的是微观世界（分子、原子等粒子的运动规律、性质等）。

文章来源：《辐射研究与辐射工艺学报》 网址: http://www.fsyjyfsgyxb.cn/zonghexinwen/2022/1212/1482.html