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【撞壁】普朗克如何得出他的黑体辐射公式的

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又开一坑


IP属地:上海来自Android客户端1楼2017-07-02 21:46回复
    你这种撞壁有些


    IP属地:浙江来自Android客户端2楼2017-07-02 22:35
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      先说一下,本文纯属虚构,普朗克当时到底怎么得出这玩意儿来的我怎么知道
      正文准备中


      IP属地:上海来自Android客户端3楼2017-07-03 05:48
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        大家好,我是Q.J. 普朗克,今天我将为大家带来黑体辐射公式的导出


        IP属地:上海4楼2017-07-04 17:14
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          在普朗克得出正确的公式之前,已经有大佬给出了一些公式,其中最出名的就是维恩公式和瑞利-金斯公式。


          IP属地:上海5楼2017-07-04 17:16
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            这就是维恩公式,似乎是个半经验公式,其中αβ是由实验测定的常数c是光速。维恩公式在短波区与实验符合的很好,但是长波区就出现了偏差。


            IP属地:上海6楼2017-07-04 17:21
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              瑞利通过经典理论推导出了这个公式,其中kB是玻尔兹曼常数。这个公式前半部分的分数叫做自由度,可以说是处于波长λ附近单位波段单位体积的下系统状态数目,KBT则是处于波长λ下系统的平均能量,由经典理论得出他们平均能量都是相同的。他的公式在长波区符合实验数据,但是短波区就是在扯淡,波长趋近于0时,能量密度趋近于正无穷,简直****淡。


              IP属地:上海7楼2017-07-04 17:24
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                接下来就让我Q.J.普朗克为你们带来正确的公式。
                以下内容纯属虚构


                IP属地:上海8楼2017-07-04 17:25
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                  补图:二者与实验值的区别(网上盗的图)


                  IP属地:上海9楼2017-07-04 17:28
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                    既然一个适合短波一个适合长波,一旦结合就完美了。我们先观察二者的结构,来找出他们的不同
                    除去次要因素(常数)保留主要因素(变量),我们进行如下对比(左维恩右瑞利)

                    进行变形,使他们结构一致

                    我们发现维恩公式与瑞利-金斯公式只有e点差别,也就是瑞利的公式相当于将维恩公式的指数掉下来,如何将两者联系起来?


                    IP属地:上海10楼2017-07-04 17:32
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                      考虑到在短波区应该使用前者,长波区应该过渡到后者,也就是λ趋于无穷时要把前面变成后面,普朗克突然有了有了一个很大胆的想法。

                      普朗克突然发现x趋于0时,e^x-1与x是等价无穷小!于是在波长无穷大(波长的倒数无穷小)时,前者可以近似成后者。


                      IP属地:上海11楼2017-07-04 17:35
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                        于是把维恩公式魔改一下,在分母下面减一个1

                        这下不得了,新公式与实验数据在各个波段都吻合!


                        IP属地:上海12楼2017-07-04 17:37
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                          于是普朗克凑出了他的公式,但是他无法弄清其中的原因,就像大题只写答案没有步骤是不行的。

                          维恩公式属于经验公式,而瑞利-金斯公式由纯理论推导,有明显的物理意义,普朗克觉得应该将新公式朝瑞利-金斯公式靠拢。
                          将新公式在长波区通过等价无穷小近似变为类似瑞利-金斯公式的形式,

                          经过对比,我们可以发现系数之间的关系

                          我们经过代换,只保留一个经验常数α,并写成自由度*平均能量的形式
                          得到


                          IP属地:上海13楼2017-07-04 17:46
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                            ac/8π太长,整体令做新常数h(保留一个c是为了方便在波长和频率之间转换)
                            于是得到普朗克公式的最终形态。

                            h就是普朗克常数
                            好了,现在休息一下,广告之后再见


                            IP属地:上海14楼2017-07-04 18:16
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                              我怎么感觉已经播完了


                              IP属地:浙江来自Android客户端15楼2017-07-04 22:14
                              收起回复