La relación entre la longitud de onda y la frecuencia de las ondas electromagnéticas es
Fórmula relacionada:
1. La ley de Planck a veces se escribe en forma de energía. espectro de densidad:
Mi Fang Hertz). Al integrar en todo el dominio de la frecuencia, se puede obtener una densidad de energía independiente de la frecuencia. El campo de radiación de un cuerpo negro puede considerarse como un gas de fotones, y la densidad de energía en ese momento puede determinarse mediante los parámetros termodinámicos del gas.
2. El espectro de densidad de energía también se puede escribir en función de la longitud de onda.
Muchos libros de divulgación científica sobre teoría cuántica, e incluso algunos libros de texto de física, cometen graves errores al analizar la historia de la ley de radiación del cuerpo negro de Planck. Aunque estos conceptos erróneos fueron señalados por investigadores de la historia de la física hace más de cuarenta años, todavía resulta difícil eliminarlos.
Parte de la razón puede ser que la motivación original de la energía cuantificada de Planck no se puede explicar claramente en pocas palabras. Las razones son bastante complejas para la gente moderna y difíciles de entender para los de afuera. El físico danés Hu Qingluo Kra publicó una vez un artículo explicando claramente cómo se produce este error.
"Catástrofe ultravioleta": en la teoría estadística clásica, el teorema de equipartición de energía predice que la intensidad de la radiación del cuerpo negro divergirá hasta el infinito en la región ultravioleta, lo cual es seriamente contrario a los hechos.
En primer lugar, aunque Planck dio una expresión cuantificada para la energía de las ondas electromagnéticas, Planck no cuantizó las ondas electromagnéticas. Esto se puede ver en su artículo de 1901 y en este artículo, visto en citas de literatura anterior.
También explicó en su libro "Teoría de la radiación térmica" que la constante de Planck en la fórmula de cuantificación (la constante básica en la mecánica cuántica moderna) es simplemente una constante común aplicable a los osciladores de Hertz.
La primera persona que propuso teóricamente los cuantos de luz fue Einstein, quien explicó con éxito el efecto fotoeléctrico en 1905. Supuso que la propia onda electromagnética tiene energía cuantificada, y que la unidad más pequeña que transporta esta energía cuantificada se llama fotón. En 1924, Satyendra Nath Bose desarrolló la mecánica estadística de los fotones, de donde deriva teóricamente la expresión de la ley de Planck.
Otro malentendido es que la motivación de Planck para desarrollar esta ley no era intentar solucionar la "catástrofe ultravioleta". El nombre "catástrofe ultravioleta" fue propuesto por Paul Ehrenfest en 1911, diez años antes de la ley de Planck.
La catástrofe ultravioleta significa que cuando el teorema de equipartición de energía de la mecánica estadística clásica se aplica a la radiación de un cuerpo negro en una cavidad (también conocida como radiación de cavidad o radiación de cavidad), la energía total del sistema se volverá divergente y tenderá irradiar en la región ultravioleta, esto es obviamente inconsistente con la realidad.
El propio Planck nunca pensó que el teorema de equipartición de la energía siempre sería válido, por lo que no notó ninguna "catástrofe" en la radiación del cuerpo negro, pero solo 5 años después, con Einstein, Lord Rayleigh y Lord Jenkins, La pregunta se volvió aguda.