物理學(xué)上的兩朵烏云？19世紀(jì)末開爾文男爵指出的物理學(xué)“兩朵烏云”，分別對應(yīng)邁克爾遜-莫雷實驗與以太說的矛盾，以及黑體輻射中的“紫外災(zāi)難”，這兩大難題直接催生了相對論和量子力學(xué)兩大革命性理論。第一朵烏云：邁克爾遜-莫雷實驗與以太說的破滅背景與以太假說19世紀(jì)，物理學(xué)家為解釋光波在真空中的傳播，那么，物理學(xué)上的兩朵烏云？一起來了解一下吧。

21世紀(jì)物理學(xué)的兩朵烏云

美國人邁克爾遜和莫雷的試驗，證明絕對靜止的空間是不存在的。

是高溫物體輻射形成的光譜分析，即黑體輻射問題。經(jīng)典物理學(xué)不能解釋光譜分析中所發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。原有的嚴(yán)密的體系出現(xiàn)了漏洞。因此被人們稱為“物理學(xué)上空的兩朵烏云”。

物理兩朵烏云

物理學(xué)上空的兩朵烏云指的是邁克耳孫-莫雷對于以太風(fēng)測定的實驗，還有黑體輻射理論。這兩朵烏云可以說成為了物理史上比較經(jīng)典的案例。

開爾文兩朵烏云指的什么

經(jīng)典物理學(xué)在19世紀(jì)末看似完美無缺，但實際上，有兩個未解難題如同兩朵烏云懸浮在理論的天空中，它們分別是邁克耳遜-莫雷實驗揭示的“以太”問題和黑體輻射的“紫外災(zāi)難”。

第一朵烏云源自邁克耳遜-莫雷實驗，它質(zhì)疑了光波傳播需要介質(zhì)的理論，挑戰(zhàn)了經(jīng)典物理學(xué)的波粒二象性理論。當(dāng)時的科學(xué)家堅信所有現(xiàn)象都能由經(jīng)典物理學(xué)解釋，但實驗結(jié)果表明地球與假設(shè)的“以太”之間不存在相對運動，否定了“以太”理論，從而催生了光的量子性質(zhì)的新理解。

第二朵烏云是黑體輻射實驗，經(jīng)典物理學(xué)預(yù)設(shè)能量和波是連續(xù)存在的，然而實驗發(fā)現(xiàn)黑體輻射的能量分布并不連續(xù)，與溫度緊密相關(guān)。這與經(jīng)典物理學(xué)的預(yù)測大相徑庭，引發(fā)了對物理學(xué)基礎(chǔ)的“紫外災(zāi)難”的思考，揭示了量子力學(xué)的必要性。

這兩朵烏云的出現(xiàn)，促使物理學(xué)界深入探索，最終催生了相對論和量子力學(xué)的誕生，徹底改變了我們對自然界的認(rèn)識，使得物理天空的遮蔽得以清除，揭示了更加深刻的物理原理。

開爾文兩朵烏云

第一朵烏云出現(xiàn)在光的波動理論上，----邁克耳遜－莫雷實驗與“以太”說

光波為什么能在真空中傳播？它的傳播介質(zhì)是什么？物理學(xué)家給光找了個傳播介質(zhì)―“以太”，肯定了“以太”的存在，新的問題又產(chǎn)生了：地球以每秒30公里的速度繞太陽運動，就必須會遇到每秒30公里的“以太風(fēng)”迎面吹來，同時，它也必須對光的傳播產(chǎn)生影響。這個問題的產(chǎn)生，引起人們?nèi)ヌ接憽耙蕴L(fēng)”存在與否。為了觀測“以太風(fēng)”是否存在，邁克耳遜）與莫雷合作，在克利夫蘭進(jìn)行了一個著名的“邁克耳遜－莫雷實驗”，但是實驗結(jié)果和卻以太漂移說相矛盾。使科學(xué)家處于左右為難的境地。他們或者須放棄曾經(jīng)說明電磁及光的許多現(xiàn)象的以太理論。如果他們不敢放棄以太，那末，他們必須放棄比“以太學(xué)”更古老的哥白尼的地動說。

第二朵烏云出現(xiàn)在關(guān)于能量均分的麥克斯韋-玻爾茲曼理論上。——黑體輻射與“紫外災(zāi)難”。

19世紀(jì)末，盧梅爾等人的著名實驗―黑體輻射實驗，發(fā)現(xiàn)黑體輻射的能量不是連續(xù)的，它按波長的分布僅與黑體的溫度有關(guān)。為了解釋黑體輻射實驗的結(jié)果，物理學(xué)家瑞利和金斯認(rèn)為能量是一種連續(xù)變化的物理量，建立起在波長比較長、溫度比較高的時候和實驗事實比較符合的黑體輻射公式。但是，這個公式推出，在短波區(qū)（紫外光區(qū)）隨著波長的變短，輻射強(qiáng)度可以無止境地增加，這和實驗數(shù)據(jù)相差十萬八千里，是根本不可能的。

量子力學(xué)的創(chuàng)始人

物理學(xué)史上的兩朵烏云指的是：

第一朵烏云：光的波動理論與以太說的矛盾

核心問題：光波為何能在真空中傳播？其傳播介質(zhì)是什么？

背景：物理學(xué)家為了解釋光的傳播，提出了以太作為光的傳播介質(zhì)。

矛盾點：根據(jù)以太說，地球以每秒30公里的速度繞太陽運動，會遭遇每秒30公里的以太風(fēng)，這應(yīng)對光的傳播產(chǎn)生影響，但實驗并未觀測到這種影響。

第二朵烏云：能量均分的麥克斯韋玻爾茲曼理論與黑體輻射實驗的矛盾

核心問題：黑體輻射的能量分布與波長之間的關(guān)系，以及為何能量不是連續(xù)的。

背景：19世紀(jì)末，盧梅爾等人的黑體輻射實驗發(fā)現(xiàn)，黑體輻射的能量按波長的分布僅與黑體的溫度有關(guān)，且能量不是連續(xù)的。

矛盾點：麥克斯韋玻爾茲曼理論預(yù)言能量是均分的，且應(yīng)是連續(xù)的，這與黑體輻射實驗的結(jié)果不符，產(chǎn)生了所謂的“紫外災(zāi)難”。

以上就是物理學(xué)上的兩朵烏云的全部內(nèi)容，第二朵烏云是黑體輻射實驗，經(jīng)典物理學(xué)預(yù)設(shè)能量和波是連續(xù)存在的，然而實驗發(fā)現(xiàn)黑體輻射的能量分布并不連續(xù)，與溫度緊密相關(guān)。這與經(jīng)典物理學(xué)的預(yù)測大相徑庭，引發(fā)了對物理學(xué)基礎(chǔ)的“紫外災(zāi)難”的思考，揭示了量子力學(xué)的必要性。這兩朵烏云的出現(xiàn)，促使物理學(xué)界深入探索，內(nèi)容來源于互聯(lián)網(wǎng)，信息真?zhèn)涡枳孕斜鎰e。如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。