黑體輻射 「從今以後，物理學將不再有任何新的進展。剩下來的 工作只是不斷的改良測量的精確度，如此而已。」 (There is nothing new to be discovered in physics now. All that remains.

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1 黑體輻射 「從今以後，物理學將不再有任何新的進展。剩下來的 工作只是不斷的改良測量的精確度，如此而已。」 (There is nothing new to be discovered in physics now. All that remains is more and more precise measurement.”) 「…但是天邊還有兩朵小小的、令人不安的烏雲。」 (”…two small, puzzling clouds remained on the horizon”)。 1900年英國皇家研究所 《在熱和光動力理論上空的十九世紀烏雲》 凱爾文勳爵Lord Kelvin

2 兩朵烏雲 乙太飄移實驗→相對論(愛因斯坦) 黑體輻射實驗→量子論(普朗克) →量子力學 (薛丁格、海森堡、狄拉克)

3 測量溫度 那耳溫槍的工作原理是利用甚麼測溫性質呢？ 測溫性質：體積：水銀溫度計(V αT) 測溫性質：壓力：定容氣體溫度計(P α T)
測溫性質：電阻：電阻溫度計(R αT) 那耳溫槍的工作原理是利用甚麼測溫性質呢？

4 耳溫槍的工作原理 物質是由原子組成的，原子中的電子隨時 都在作加速度運動，所以時時刻刻都在釋 放各種頻率的電磁波。
藉由測量物體發出的電磁波，我們就能判 斷出物體的溫度。 我們也可以藉由這種方法測量出太陽表面 的溫度、更遠方的恆星溫度甚至是宇宙的 溫度。 電荷做加速度運動會輻射出電磁波

5 黑體輻射 定溫物體發出的電磁波稱為黑體輻射 黑體輻射為連續光譜 黑體輻射是一種熱輻射

6 定溫的物體對應的能量-波長分佈 λmax T =2.89ⅹ10-3 mK(維恩位移定律)

7 穩定的狀態有其對應的分佈 高斯分佈(常態分佈)

8 穩定的狀態有其對應的分佈 波茲曼分布(無社會福利下的財富分佈)

9 穩定的狀態有其對應的分佈 考試成績分佈

10 紫外崩潰 科學家以馬克士威方程式推得的能量 曲線，在短波長處與實驗不同。

11 普朗克的工作（能量量子化） 普朗克由黑體輻射的能量分佈曲線， 推測出：
組成物體的原子（或分子）不斷地作 簡諧振動，放出電磁波，但是其作簡 諧運動的能量與其頻率之間的關係為： Ｅ＝ｎｈｆ 　ｈ＝６．６３ｘ１０-３4Ｊｓ　　　　　　　 　稱為普朗克常數 　ｎ為一個正整數，稱為量子數

12 古典物理：簡諧運動的能量

13 古典ＶＳ量子

14 量子化 V S 連續性 Why 1900年前沒發現能量不連續？

15 結論 普朗克的能量量子化假設，可以完美 吻合黑體輻射的能量－波長分佈圖形 從定溫物體發出的光，人類發現了自 然界的能量是量子化的。

16 宇宙學上的應用 宇宙微波背景輻射是宇宙古老的光 可由宇宙微波背景輻射推測出宇宙現 今的溫度為2.74K