上个视频我们说了经典物理学在，黑体辐射问题、以太问题、原子线状光谱问题、元素化学性质等问题上，所碰到的坚苦。
因为黑体辐射问题直接导致了旧量子论的初步，所以我们还着重说了，人们为什么要研究黑体辐射？以及什么是黑体辐射？
今天的本家儿题是，量子论开山开山祖师普朗克如何解决黑体辐射这个问题？
19宿世纪90年月，位于柏林郊区的帝国理工学院，里面有一个光学尝试室，这个尝试室的设立专门就是为了霸占黑体辐射问题，尝试室的带领人是奥托·卢默尔，他手下有一个29岁的年青小伙叫威廉·维恩；维恩首先在黑体辐射的问题上取得了关头性的冲破。
这时辰光学尝试室已经可以或许比力切确地测量，黑体辐射的能量分布曲线。
此刻我们看到的这个图片就是黑体辐射能量分布的曲线，横坐标暗示了波长，单元是纳米，可见光的波长规模在400到700之间，竖坐标是辐射密度，也可以叫辐射强度。
分歧颜色的线代表了分歧温度下，黑体能量分布的曲线。可以很轻易地看到这样的纪律，辐射强度会跟着波长的增添而增添，达到一个峰值今后，然后起头下降，整个曲线像一口钟一样，所以黑体辐射强度的曲线也叫钟形曲线。
温度越高，曲线越凸起，越像一口钟。
因为维恩在尝试室可以获得第一手的尝试数据，所以他在1893年的2月就提出了一个用来描述分歧温度下，黑体辐射曲线的位移定律，而且给出了一个简单的数学公式。
维恩发现的纪律比力简单，说的是，跟着黑体温度的增添，黑体辐射强度的峰值会朝着短波移动，也就是钟形曲线的顶端标的目的短波移动，且峰值的波长乘以温度是一个常数。
这个常数很好计较，只需要测量某一温度下黑体的辐射峰值的波长就能算出这个常数，经由过程这个常数我们就能知道分歧温度下的物体，它的辐射峰值的波长是几多。
维恩的位移定律就很好地诠释了，为什么物体跟着温度的升高，颜色会从红色、到黄色、再到蓝白色改变。
3年后，也就是1896年，维恩再接再厉，提出了一个用来描述黑体温度和辐射强度分布的数学公式，这就是闻名的维恩公式。
同年6月维恩在注销能量分布定律的时辰，分开了帝国理工学院，去了亚琛工业大学，从一个尝试室助手，晋升为了助理传授。
这是每一位物理学家都必需履历的职业过程，跟从导师当几年的助手，完当作博士论文，获得博士学位，然后留校或者去其他大学先当个编外讲师，或者命运好一点的直接当个助理传授，然后晋升为全职传授，到全职传授这一步就算是公事员了。
言归正传，接着说黑体辐射的问题。
维恩的能量分布定律一出来，接下来的工作就是测量公式是否合适尝试数据，那时各大尝试室所用的电加热黑体没有一个同一的尺度，都是本身制造出来的，并且每次尝试的温度、测量的波长规模都纷歧样，是以验证维恩的公式足足花了四年的时候。
有些科学家，好比帕邢（氢原子光谱中的帕邢系，就是以他的名字定名的）他测了四年都说维恩的公式没有问题，而帝国理工学院的卢默尔和普林舍姆也测了四年，老是发现维恩的公式在长波规模，和尝试数据有误差。
解决这个争论的人是普朗克的老友海因里希·鲁本斯，1900年35岁的鲁本斯已经在柏林工业大学混了一个全职传授，9月下旬，鲁本斯和库尔波姆，在200到1500摄氏度的温度规模内，针对0.03到0.06毫米，也就是3万到6万纳米的波长规模，对维恩公式进行了测试，发现维恩的公式不合适长波辐射。
10月7号，鲁本斯带着老婆到普朗克家中吃饭，就趁便把尝试成果告诉了普朗克，而且给普朗克说，在维恩公式掉效的长波规模内，尝试成果显示，辐射的强度和温度当作正比。
鲁本斯分开的那天，估量普朗克一晚上都没有睡好。因为他干了一件可以让他名垂青史的大事。
普朗克1858年4月23号生于德国基尔，曾祖父和祖父都是闻名的神学家，父亲则是慕尼黑大学的法学传授，从小文化的陶冶，优胜的糊口情况就让普朗克已经胜过了良多通俗家庭的孩子，长大今后其他人喜好逛酒吧，而普朗克喜好逛剧院和音乐厅。
高中结业今后，普朗克曾经还在音乐家和物理学之间盘桓了很长一段时候，究竟结果人家弹了一手好钢琴，至少比爱因斯坦的小提琴拉的要悦耳的多，1974年普朗克仍是选择了去慕尼黑大学进修物理学，1977年又转入了柏林大学。
在柏林大学他跟过那时德国顶流的两位物理学家基尔霍夫和赫尔姆霍兹，可是普朗克并不喜好这两位的授课气概，既单调又死板，普朗克晚年的时辰还回忆说，尤其是赫尔姆霍兹从来都没有好好备过课。
一次偶尔的机遇普朗克接触到了56岁的克劳修斯，他那时在德国的波恩大学当传授，克劳修斯的研究范畴是热力学，是他初次提出了熵的概念，普朗克不仅被这位传授的授课气概吸引，并且在读了克劳修斯的热力学论文今后也深深的被热力学中的两大定律所吸引。
跟克劳修斯一样，普朗克也认为热力学第二定律跟第必然律一样，具有绝对性和普适性，说人话就是，普朗克认为熵增无论什么时辰，无论什么地址，跟能量守恒定律一样都绝对当作立。
在柏林勾留了一年今后，普朗克回到了慕尼黑大学，他的博士论文写的恰是热力学，在研究黑体辐射之前，普朗克的本家儿要偏向也是热力学。
1880年普朗克在慕尼黑当了一个编外讲师，一向干了5年的时候，编外讲师就是个姑且工的职位，普朗克都点解体了，感受本身的前途有点暗中。
1885年27岁的普朗克不测收到了基尔大学助理传授职位的邀请，不外他思疑是本身的父亲托关系给他找的工作。
1888年普朗克不测中了大奖，本身曾经的导师基尔霍夫归天，柏林大学全职传授的职位有了空白，柏林大学邀请了赫兹，被赫兹给直接拒绝了，又邀请了玻尔兹曼，玻尔兹曼一看赫兹不去，他也不去，这时赫尔姆霍兹就想到了本身的学生普朗克。
普朗克其实和赫尔姆霍兹没有太深的友谊，只不外普朗克曾经在哥廷根大学的一个辩说会上公开撑持了赫尔姆霍兹的不雅点，这才给赫尔姆霍兹留下了印象。
从此今后普朗克平步青云，事业一帆风顺，尤其是1894年这一年，赫尔姆霍兹和孔德接踵归天，普朗克俄然发现36岁的本身，还没有干出啥惊人的成就，竟然无意中当作为了德国顶尖大学的高级物理学家。
并且还担任了德国顶尖学术期刊《物理学年鉴》的理论物理参谋。
可能命运注定了普朗克今生并非泛泛之辈，在老友鲁本斯分开的那天晚上，普朗克决议试着先弄出一个准确的公式来，此刻在他面前有三条主要的信息：
维恩的位移定律是准确的，维恩的公式在短波规模是准确的，维恩的公式在长波规模，辐射能量与温度当作正比的处所不准确。
按照这些信息，普朗克当天晚上就凑出了一个公式，连夜就给鲁本斯去了一封信，让鲁本斯帮手测一下，几天后鲁本斯带着谜底来到普朗克家中，告诉普朗克，您的公式和尝试数据完全匹配。
10月19号，德国物理学家例会照常召开，会议上普朗克在黑板上写下了他的公式，说，这个公式是对维恩公式的一点改良，至少今朝看来是准确；普朗克也没有多说这个公式代表了什么物理意义，也没有做过多的诠释，同业们也礼貌性地址颔首。
几天后，所有的尝试室都确认了普朗克的公式没有问题，不外对于普朗克来说，真正令他烦心的事才方才起头。
接下来的几个礼拜普朗克寝食难安， 普朗克晚年回忆说，那几个礼拜是他平生中压力最大的一段时候。
因为普朗克，您作为一个理论物理学家，只给出公式，不做物理学诠释，这不免让人感觉您有点脚踏两船的感受，甚至让人思疑您靠的是命运在混日子。
所以普朗克必需给本身的公式付与物理学意义，并且还要赶在其他人前面，可是普朗克发现本身的公式在经典电磁学和经典热力学上都诠释不通。测验考试了良多法子都不可。
无奈之下，普朗克引入了本身一向不喜好的，玻尔兹曼的统计力学和熵的概念，这里几多一句，普朗克这时并不相信原子的存在，并且他不喜好玻尔兹曼对熵增的概率诠释，上面已经说过，他担当了克劳修斯的设法，认为熵增是绝对的，不存在概率。
而玻尔兹曼的统计熵则意味着，熵有必然的几率会减小，好比落地的石头，您给它加热，它有可能再次跳到空中，打坏的杯子有可能回复复兴，房间里的空气有可能俄然全数活动到一个角落等等，只不外这种环境的概率很是低，根基上不成能发生。
普朗克认为这种说法极其荒谬，熵增不需要概率，不外普朗克这时为领会决本身的困境已经顾不了这么多了，他只能测验考试着接管玻尔兹曼的物理学。
而且将黑体空腔内壁设想当作为一个庞大的振荡器阵列，每个振荡器都是一个简谐振子，有固定的震动频率，每种频率的振子只能释放出对应频率的辐射，好比说，一个振子的震动频率是V，那么它就只能释放出频率为V的辐射。
那么所有的振荡器释放的频率加在一路，就可以释放出整个黑体辐射所存在的频率。
当普朗克将黑体所具有的能量均与地分派到每个振荡器的时辰，发现，只有振荡器每次一份一份的释放能量，且振荡器所具有的能量只能是这一份能量的整数倍时，他的方程才能当作立。
每一份最小的能量为振荡器的频率V乘以一个常数h，这个常数就是普朗克常数，大小为6.626乘以10的负37次方，尔格秒。
我们知道在振荡器频率不变的环境下，他所具有能量和振幅的平方当作正比，也就是说振子的振幅是1的时辰，振荡器的能量是1，振幅是1.2的时辰，能量是1.44，振幅是1.5的时辰，能量是2.25，振幅是2的时辰，震动器的能量是4；可以依次往下类推；
在经典宿世界中我们认为，振子可以拥有肆意的振幅，振幅的大小可以随便取值，是持续的，当然震动器可以拥有的能量也是持续的。
可是普朗克此刻说，振幅1.2、振幅1.5都是不被许可的，因为在这个振幅下，振荡器的能量是1.44、2.25，都不是整数。
普朗克发现了能量的释放和接收是不持续的，就像超市里的白砂糖，它不是散装的，而是一袋一袋摞在一路，您每次起码要买一袋，不克不及买半袋，也不克不及买一袋半，可是您可以买两袋、3袋、4袋。
那为什么我们在实际糊口中看不到因为能量是一份一份的，而造当作的简谐振子只能有特定的振幅？我们发现振幅是持续的呀，我们买白砂糖的时辰也感受可以买肆意的数目呀？这是因为普朗克常数很是小，小数点往后37个零，这么小的常数，我们宏不雅宿世界底子感受不到，给我们造当作的错觉是这个宿世界是持续的。
1900年12月14日，这个日子出格主要，它被认为是量子论的降生日，这一天德国科学例会照常进行，普朗克具体的阐述了黑体辐射公式的物理学意义。
这里需要出格注重的是，普朗克只是在会上强调能量在接收和释放的时辰是一份一份的进行，最小的一份就是hv，但从来没有说过能量的素质是不持续的，更没有说过这个宿世界是不持续的。
并且他在会上也给同业说，您们不要痴心妄想啊，我可从来没说啥离经叛道的话。所以那时普朗克提出能量量份假设的时辰，所有物理学家都认为普朗克只是为了让本身的公式能有一个诠释，能给本身一个台阶下，所采用的一种技巧而已。
不外当全宿世界都认为是一个笑话的时辰，有一位年青人就当真了。他就是已经结业，但找不到工作，连吃饭都在犯愁的爱因斯坦。
好了，今天的视频就到这里，下个视频，我们一路看下什么叫灵光乍现，什么叫人生古迹，什么叫不成思议。
