19世纪末期，实验已经能对热辐射所产生的光谱及其强度 的分布进行精密的测定。
1893年，德国物理学家维恩发现黑体的温度(绝对温度)同 所发射能量最大的波长成反比(维恩位移定律)。1896年维 恩通过半理论半经验的办法，找到了一个可用来描述能量 分布曲线的辐射定律。
这个定律或说公式，在短波部分同实验很符合，但在长波 部分却偏离很大。
第七讲 量子理论的发展史
量子论的建立和发展大体上经历了5个阶段：1、“紫外灾 难”的出现和普朗克量子论的提出；2、爱因斯坦的光量 子论和光的波粒二象性的提出；3、玻尔的原子结构理论 的提出；4、旧量子论的困难和物质波的发现；5、量子力 学的建立。
量子理论的创建
20世纪初，物理学的另一项重大的创新是量子论的建立。 1900年普朗克(Max Planck)为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困
普朗克的量子假说的出台
1900年10月7日，鲁本斯夫妇访问普朗克，告诉他，瑞利 的辐射定律在长波部分同他的实验结果一致。普朗克受到 启发，立即尝试去寻找新的辐射定律，使它在长波部分渐 近于瑞利定律，而在短波部分则渐近于维恩定律。
当天晚上他把自己1899年的公式加以修改，就得到了合乎 上述要求的辐射定律。1900年10月19日他在德国物理学 会上报告了这一结果。鲁本斯当天晚上做实验检验，证明 普朗克的新的辐射定律同实验结果完全相符。
普朗克的量子假说的出台
但是，当时普朗克的辐射公式是根据实验数据凑出来的半 经验定律，得不到合理的理论解释。
为了寻找这个公式的理论根据，普朗克紧张地工作了两个 月，终于发现，要对这个公式作出合理的解释，惟一可能 的出路是假设：物体在发射辐射和吸收辐射时，能量不是 连续变化的，而是以一定数量值的整数倍跳跃式地变化的。
1900年，英国物理学家瑞利根据统计力学和电磁理论，推 导出另一辐射定律。这一定律在1905年经英国物理学家金 斯加以修正，以后通称瑞利-金斯定律。
瑞利-金斯定律在长波部分与实验很符合，但在短波部分 却偏离很大。古典理论的这一失败被物理学家埃伦菲斯特 称为“紫外灾难”。
“紫外灾难”所引起的是物理学理论的一场革命。
普朗克和爱因斯坦
从能量子到光量子
但爱因斯坦不满足普朗克把能量不连续性只局限于辐射的发 射和吸收过程，而认为即使在空间的传播过程中，辐射也是 不连续的，是由不可分割的能量子组成的。
于是在“关于光的产生和转化的一个推测性观点”的论文中， 指出关于光的产生和转化的瞬时现象，波动论的结论同经验 不相符，要解释这类现象，只能假设光是由能量子所组成。
1、“紫外灾难”的出现和普朗克量 子论的提出
物理天空的第二朵乌云：“黑体辐射”→ “紫外灾难” 量子论的产生是由黑体辐射问题引起的。根据经典物理学，
可以得到：辐射的能量与频率的平方成正比。所以，当辐 射频率极高时，能量必然趋于无穷大，即在紫色端发散。 对于由经典物理学解决热辐射问题导致的这一结果，被称 为“紫外灾难”。
旧量子论
波粒二象性新思想的提出
以后，玻尔、索末菲(A.J.Sommerfeld)和其他许多物理学家为发展量子 理论花了很大力气，却遇到了严重困难。要从根本上解决问题，有待 于新的思想，那就是波粒二象性。
光的波粒二象性早在1905年和1916年就已由爱因斯坦提出，并于1916 年和1923年先后得到密立根光电效应实验和康普顿X射线散射实验证实。
物质粒子的波粒二象性却是晚至1923年才由德布罗意(Lous de Broglie) 提 出 ， 这 以 后 经 过 海 森 伯 (W.Heisenberg,1901~1976) 、 薛 定 谔 (E.Schrodinger,1887~1961) 、 玻 恩 (Max Born,1882~1970) 和 狄 拉 克 (P.A.Dirac)等人的开创性工作，终于在1925~1928年形成完整的量子力 学理论，与爱因斯坦相对论并肩形成现代物理学的两大理论支柱。
普朗克的量子假说的出台
1894年德国物理学家普朗克开始研究黑体辐射问题。 1899年他从热力学推导出维恩的辐射定律，确信这是惟一
正确的辐射定律。 但在年底，他注意到德国物理学家鲁本斯等人于1899年9
月发表的实验报告指出，维恩定律在短波部分同实验有偏 离。 于是普朗克不得不尝试修改他的理论。
这种能量子，他称为“光量子”，对于频率为的辐射，它的 一个光量子的能量就是h，以后人们称光量子为“光子”， 这是美国化学家路易斯于1926年取的名字。
2、爱因斯坦的光量子理论
1905年，爱因斯坦继承了普朗克所提出的这一革命性的观 念，用以解释当时的电磁理论所不能完全解释的光电效应， 亦即在光的照射下，由金属逸出的电子的能量和光的强度 无关，但和波长有关。
爱因斯坦指出，如果接受了普朗克的量子假说，那么将能 很自然地解释光电效应。爱因斯坦由此而获得了诺贝尔奖。
普朗克的量子假说的出台
也就是说，在辐射的发射或吸收过程中，能量不是无限可 分的，而是有一最小的单元。这个不可分的能量单元，普 朗克称之为“能量子”或“量子”，它的数值是h，其中 是辐射的频率，h叫做“作用量子”，是一个普适常数，以 后人们称之为“普朗克常数”。
1900年12月14日，普朗克向德国物理学会报告了他的这一 大胆假说，这就是量子论的诞生。
难，引入了能量子概念，为量子理论奠定了基石。 随后，爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾，提出了光量子
假说，并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念，为量子理论的 发展打开了局面。 1913年，玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用量子化概念，对氢光谱 作出了满意 的解释，使量子论取得了初步胜利。
物理天空的第二乌云：“黑体辐射”
黑体（“绝对黑体”）是指在任何温度下都的。
黑体辐射的特点是：各种波长(颜色)的辐射能量的分布形 式只取决于黑体的温度，而同组成黑体的物质成分无关。
对“黑体辐射”的研究导致“紫外灾难”