第一章 量子论基础 §1.1经典物理学的困难 19世纪末20世纪初，经典物理学，主要是经典力学、热力学和 经典统计物理学、经典电动力学，已经发展得相当完善。比方，速度 远小于光速的物体的机械运动遵从牛顿力学规律：电磁现象满足 麦克斯韦方程；光的现象有光的波动理论；特别是当时已认识到热 辐射和光辐射都是电磁波，还提出了热辐射满足的基尔霍夫(G. Kirchhoff)定律和斯忒藩(J.Stefan)定律，证实黑体辐射场的能 量密度与温度的四次方成正比。对于热现象，除了已经有了非常系 统的热力学理论外，还有玻耳兹曼、吉布斯等人提出的统计物理 学。经典物理学的大厦已经建立得相当完美了。 但是，在和实验进一步对比的过程中，也出现了一些困难，而 且这些困难，在经典物理的范畴内是无法解释的。这主要表现在： 1.黑体辐射“ 任何物体总在吸收投射在它身上的辐射，物体吸收的辐射能 量与投射到物体上的辐射能之比称为该物体的吸收系数。一般地， 物体只吸收投射到它表面上的部分能量，吸收系数小于1。如果一 个物体，能吸收投射到它表面上的全部辐射，即其吸收系数为1 时，则称这个物体为绝对黑体，简称黑体。一个开有一个小孔的空 腔可近似视为黑体。因为一旦光线通过小孔射入空腔后，就很难再 通过小孔反射出来。 ·关于黑体辆射和比热的详细论述可参阅苏妆锋：《统计物理学》，复旦大学出版 杜，1990.54.1，§4.2，§4.5，S4.6