1、科学技术与文明通识选修课2009.4.18主讲:万辅彬教授广西民族大学科学技术与社会发展研究中心第四讲20世纪物理学的革命在 19世纪末,经典物理学发展得相当完善,当德国著名的年轻物理学家普朗克向他的老师开尔文求教,是选择音乐还是物理学作为自己终身的职业时,得到的答复是: “物理学基本是一门已经完成了的科学,因此,物理学已经无所作为,往后无非在已知规律的小数点后面加上几个数字而已 。 ” 当时许多物理学家认为:物理学的大厦已经落成,人类对自然界的认识已经到了尽头。普朗克开尔文(一)物理学天空的两朵乌云1、紫外灾难(黑体辐射实验)物理学家瑞利和金斯按照经典物理理论,认为能量是一种连续变化的物理量
2、,并建立起在波长比较长、温度比较高的时候和实验事实比较符合的 黑体辐射公式 。但是,这个公式推出,在短波区(紫外光区)随着波长的变短,辐射强度趋于无穷大,这显然是不可能的。这被称为 “紫外灾难 ”。因此经典物理学理论受到严重挑战。后来人们发现黑体辐射的能量确实不是连续的,于是有了量子论。B(, T)=2hc/5 1/exp(hc/RT)-1 B(, T) 黑体的光谱辐射亮度 辐射波长 (m) T 黑体绝对温度 (K、 T=t+273k) C 光速 (2.998108 ms-1 ) h 普朗克常数, 6.62610-34 JS K 波尔兹曼常数 (Bolfzmann), 1.38010-23 JK-1 基本物理常数 2、迈克尔逊 -莫雷实验经典的光波动理论假定真空中充满以太 光相对于以太的传播速度为 C, 地球上测到的真空光速应该是光对以太的速度与地球相对于以太速度的矢量差,为了能够显示出光相对于地球的传播速度不同于 C,迈克耳逊设计了一个十分巧妙的实验,理论上可以观测到干涉条纹的移动。然而结果并没有观察到条纹的移动。 也就是说并不存在所谓的 “以太 ”。 这是对经典物理学的又一个挑战。