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紫外災變
鎖定
紫外災變，同樣也被稱為
瑞利-金斯災變，指的是19世紀末/20世紀初，科學家面對黑體輻射問題，透過以經典物理學為背景之
瑞利-金斯定律，來計算黑體輻射強度與能量間之關係，卻發現以經典物理學理論所計算之黑體輻射強度會隨輻射頻率上升，而趨向於放出無窮大之能量，其結果與實驗數據無法吻合的歷史事件。
- 中文名
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紫外災變
- 外文名
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Ultraviolet catastrophe
- 領 域
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量子力學
紫外災變背景
19世紀，由於冶金以及照明設備製造等的需要，人們急需找到
黑體輻射強度和輻射頻率的關係。1889年盧默與
魯本斯通過研究空腔輻射得出了黑體輻射
光譜的實驗數據。但是，單使用實驗數據找對應點的方法十分不便，於是，人們開始了尋找一般的公式。
[1]
紫外災變形成
1900年，
瑞利根據經典統計力學推出了一個公式，1905年，金斯修正了瑞利輻射公式中的一個數值錯誤，以後，此公式被稱為
瑞利-金斯定律。
瑞利－金斯公式：
其中，
為輻射的能量密度，k是
玻爾茲曼常數，c為
真空中的
光速,T是
熱力學温度。 可以看出，
在ν趨向於無窮大時趨向於無窮大，這與實驗數據相違背。1911年，奧地利物理學家
埃倫費斯特用“
紫外災變”來形容經典理論的困境。
[1]
紫外災變影響
開爾文在一次演講中説道：“動力學理論斷言，熱和光都是運動的方式。但現在這一理論的優美性和明晰性卻被兩朵烏雲遮蔽，顯得黯然失色了……(
The beauty and clearness of the dynamical theory, which asserts heat and light to be modes of motion, is at present obscured by two clouds)”其中的一朵“烏雲”便指的是黑體輻射問題。關於黑體輻射強度的計算有另外一條在短波中適用的
維恩近似公式。
[2]
- 參考資料
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1.
Kroemer, Herbert; Kittel, Charles (1980). "Chapter 4". Thermal Physics (2 ed.). W. H. Freeman Company. ISBN 0-7167-1088-9.
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2.
McQuarrie, Donald A.; Simon, John D. (1997). Physical chemistry: a molecular approach (rev. ed.). Sausalito, Calif.: Univ. Science Books. ISBN 978-0-935702-99-6.
