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    百年的超越:量子物理学与量子计算机
      [  中关村在线 原创  ]   作者:  |  责编:王征
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    普朗克与爱因斯坦

        当时经典物理学有个很重要的研究对象就是绝对黑体。这个物体在冷的时候不发光,而是吸纳光线和热。在电磁学理论之后,绝对黑体的理论又有了进展。当时人们已经知道热辐射也是电磁波的一种形式。

    百年的超越:量子物理学与量子计算机
    对高热物体发光变色的研究导致了悖论出现

        我们都知道铁加热会变红,当温度高的时候会熔化发出白光或是蓝光,可以看到的光就是它辐射出来电磁波的可见部分。当温度变冷之后不是不辐射,而是我们看不见,相比之下红外摄像机、胶片就能看到很多肉眼看不到的热辐射。那么当一个物体升温进而因为高温发热,会得到这样的推论,随着温度升高、辐射的增强,从红色变成蓝色的时候,应该是所有波段的都增强,但蓝色的短波段会增强更多,进而我们观察到的是蓝色,而不是红色部分。但是这个理论继续推论的话,会发现当温度继续升高后,紫外部分辐射出去的能量会越来越高而接近无线大,这显然与观测是不符合的,事实上是会衰减。

    百年的超越:量子物理学与量子计算机
    普朗克第一次提出能量是一份份传输的,并给出了量子的定义

        在1900年,普朗克给出了一个理论来解释这个现象,那就是把一个物体想象成为无数个谐振的小的振子的集合,辐射就是这些振子(就是今天我们知道的原子或是分子)的震动,它们的振幅是一定的,而频率可以从0到无穷大。当分割了物体之后,普朗克推导出来一个经验公式,这个公式里面,他首次提出,能量的传递不是人们想象当中的连续传递,而是一份份的传递,每一份是个很小的量,这个量是6.6260693×10-34焦耳·秒,这个量被称之为普朗克常数,每一份普朗克称之为“量子”。并且得到一个著名的方程:

        E=nhf

        在当时,科学界普遍认为的观点是普朗克得到的结论只是一种“数学技巧”。但是在5年之后的1905年,爱因斯坦用普朗克的理论解 释了光电效应,即一束光的能量也是一份份传输的,并且和频率相关,这个理论有点类似牛顿的光的颗粒说,但是结合了波的频率性质。

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    爱因斯坦的光电效应佐证了普朗克的量子理论

        至此,能量按照一份一份的传递的量子学说开始深入人心。而普朗克的量子理论、爱因斯坦的光电效应都获得了诺贝尔奖。

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    oa.zol.com.cn true //oa.zol.com.cn/638/6384818.html report 1673 普朗克与爱因斯坦当时经典物理学有个很重要的研究对象就是绝对黑体。这个物体在冷的时候不发光,而是吸纳光线和热。在电磁学理论之后,绝对黑体的理论又有了进展。当时人们已经知道热辐射也是电磁波的一种形式。对高热物体发光变色的研究导致了悖论出现我们都知道铁加热...
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