△扑朔迷离——“紫外灾难”的产生 

学过量子力学的人恐怕不会没听过“紫外灾难”这个名词吧。“紫外灾难”增加了人们对经典物理学的困惑。“紫外灾难”是由埃伦菲斯总结研究物体的热辐射时而提出来的,指的是传统的热力学的基本定律,对热辐射过程中的能量分布关系无法提供一个令人满意的理论解释,由此导致了整个经典物理学大厦的动摇。一块加热的铁片发红,随着温度的升高便从发红到发白,即所谓“白热”。我们知道,颜色深的物体吸收辐射的本领比较强,比如煤炭对电磁波的吸收率可达到80%左右。在经典物理学看来,黑体辐射的能量应该是连续分布的,所谓“黑体”是指吸收率是100%的理想物体。黑体不应该是真实存在的,但是,我们可以把一个表面开有一个小孔的空腔看作是一个近似的黑体。19世纪末,卢梅尔等人作了一个著名的实验,发现黑体辐射的能量不是连续的,它按波长的分布仅与黑体的温度有关。这个实验的结果简直不可思议,当时,人们都试图从经典物理学出发寻找实验的规律。失败是显而易见的,因为他们的前提和出发点不正确。英国物理学家瑞利和物理、天文学家金斯认为,能量是一种连续变化的物理量,在波长比较长、温度比较高的时候,实验事实比较符合具体辐射公式。但是,根据瑞利和金斯按经典热学推导出来的公式,在短波区(紫外光区)随着波长的变短,辐射强度可以无止境地增加。事实上,这是不可想象的,而且它和实验数据相差十万八千里。因此,这个公式在短波的紫外光谱区遇到了不解之谜,被埃伦菲斯特称为“紫外灾难”。人们将它比作经典物理学晴空中的一朵乌云是很恰当的,“紫外灾难”是引发物理学大革命的另一导火线。