普朗克与普朗克常数：量子能，辐射公式

普朗克与普朗克常数

普朗克（Max Karl Ernst Ludwig Planck，1858～1947）在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式，创立能量子概念。

普朗克是德国著名的物理学家，1858年4月23日诞生于德国基尔的一个高级知识分子家庭。

普朗克从小受到严格的正规教育。1867年普朗克跟随父亲来到慕尼黑，进入马克·辛密里恩大学预科学习。1874年考入慕尼黑大学，第二年因病中断学业。病愈后转入柏林大学。1879年普朗克回到慕尼黑大学，以题为《论热力学第二定律》的论文取得物理学博士学位。第二年取得讲授理论物理学的资格。1885年普朗克任基尔大学理论物理学非常任教授。1888年普朗克接替已去世的基尔霍夫，任柏林大学理论物理学教授，1892年晋升为终身教授。1894年当选为普鲁士科学院数理学部委员，1912年任普鲁士科学院常务院长。1918年荣获诺贝尔物理学奖。1926年当选为英国伦敦皇家学会外国会员。1930年被任命为柏林威廉皇家研究所所长。

19世纪末，人们用经典物理学解释黑体辐射实验的时候，出现了著名的所谓“紫外灾难”。虽然瑞利、金斯（1877～1946）和维恩（1864～1928）分别提出了两个公式，企图弄清黑体辐射的规律，但是和实验相比，瑞利-金斯公式只在低频范围符合，而维恩公式只在高频范围符合。

从1896年开始，普朗克对热辐射进行了系统的研究。他经过几年艰苦努力，有时候甚至废寝忘食，终于导出了一个和实验相符的公式。他于1900年10月下旬在《德国物理学会通报》上发表一篇只有三页纸的论文，题目是《论维恩光谱方程的完善》，第一次提出了黑体辐射公式。12月14日，在德国物理学会的例会上，普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。在这个报告中，他激动地阐述了自己最惊人的发现。他说，为了从理论上得出正确的辐射公式，必须假定物质辐射（或吸收）的能量不是连续地而是一份一份地进行的，只能取某个最小数值的整数倍。这个最小数值就叫能量子辐射频率，是v的能量的最小数值E=hv。其中h，普朗克当时把它叫做基本作用量子，现在叫做普朗克常数。(www.xing528.com)

普朗克常数是现代物理学中最重要的物理常数，它标志着物理学从“经典幼虫”变成“现代蝴蝶”。1906年普朗克在《热辐射讲义》一书中，系统地总结了他的工作，为开辟探索微观物质运动规律新途径提供了重要的基础。

普朗克走上研究自然科学的道路，在很大程度上应该归功于一个名叫缪勒的中学老师。普朗克童年时期爱好音乐，又爱好文学。后来他听了缪勒讲的一个动人故事：一个建筑工匠花了很大的力气把砖搬到屋顶上，工匠做的功并没有消失，而是变成能量贮存下来了；一旦砖块因为风化松动掉下来，砸在别人头上或者东西上面，能量又会被释放出来。这个能量守恒定律的故事给普朗克留下了终生难忘的印象，不但使他的爱好转向自然科学，而且成为他以后研究工作的基础之一。

普朗克进入科学殿堂以后，无论遇到什么困难，都没有动摇过他献身于科学的决心。他的家庭相继发生过许多不幸：1909年妻子去世，1916年儿子在第一次世界大战中战死，1917年和1919年两个女儿先后都死于难产，1944年长子被希特勒处死。但是普朗克总是用奋发忘我的工作来抑制自己的感情和悲痛，为科学做出了一个又一个重要的贡献。

普朗克为人谦虚，作风严谨。在1918年4月德国物理学会庆贺他60寿辰的纪念会上，普朗克致答词说：“试想有一位矿工，他竭尽全力地进行贵重矿石的勘探，有一次他找到了天然金矿脉，而且在进一步研究中发现它是无价之宝，比先前可能设想的还要贵重无数倍。假如不是他自己碰上这个宝藏，那么无疑地，他的同事也会很快地、幸运地碰上它的。”这当然是普朗克的谦虚。洛仑兹在评论普朗克关于能量子这个大胆假设的时候所说的话才道出了问题的本质。他说：“我们一定不要忘记，这样灵感观念的好运气，只有那些刻苦工作和深入思考的人才能得到。”

1947年10月3日，普朗克在哥根廷病逝，终年89岁。德国政府为了纪念这位伟大的物理学家，把威廉皇家研究所改名叫普朗克研究所。