三、Wien定律有效范围的发现和Rayleigh的工作
在普朗克完成上述工作的同年,1899年9月,O.Lummer与E.Pringsheim[10]在实验中发现低频段的辐射表现出对Wien定律的系统背离。不久他们的发现在12—18μ波段被进一步证实,他们于1900年宣称[11]:“在我们所测量的范围内已经出现这样的情形:黑体辐射不能由Wien-Planck谱方程表征。”
1900年6月,J.W.S.Rayleigh[12]在研究能量均分定理时,发现了一个完全不同于Wien-Planck公式的能谱分布。由于Maxwell电磁理论空腔中与驻波相连的场方程▽2E-
=0是可分离变量的,它的三个解xi=sin
,i=1,2,3中,ni满足
这儿ω=2πν=2πc/λ。注意到这是一个球方程Rayleigh得出单位体积内(ν,v+dv)区间驻波的数目是(https://www.daowen.com)
若以〈∊v〉记各驻波的平均能量,则能量分布为
由能量均分定理,Rayleigh取〈∊v〉=kT,k是Boltzmann常数,于是
这式由于其推导尝由J.H.Jeans[13]修改,世称Rayleigh-Jeans公式。不难看出这式全然不同于Wien-Planck式,且在ν→∞时发散。