普朗克的内插法及其结果

更新于 2026年10月10日 版权声明
四、普朗克的内插法及其结果

但是,当普朗克在1900年10月重新研究Wien公式时,有证据表明,他并未以上述Rayleigh的工作为起点或主要研究对象。事实上,他在1900和1901年的研究中,都没有引证Rayleigh的工作。

1900年8月在巴黎国际物理会议上[14],普朗克把单个振子的行为推广到n个情形的做法,受到了Lummer和Wien的批评;稍后9月在亚亭召开的德国科学家和医生会议上,又受到了Pringsheim的批评,但同时他也了解到不少很有意义的实验结果,这些可能是他重新考虑(2)式的原因。

然而直接的起因是1900年10月7日H.Rubens的来访。客人通报了他们实验中发现的对Wien律的背离,并告诉主人能量U与温度T成正比,普朗克于当天推出这即是要求

图示

与先前由Wien律得出的熵条件式(3)图示=图示对照,普朗克认为,真正的熵式应是此两式合并的一种结果,即

图示

α、β是常数。当u很大时,此式给出图示=图示;反之则有图示=图示。这一由两个极限推得一般式的方法,普朗克称之为内插法。积分即给出

图示

留意图示=图示,即知

图示

由Wien式又知U=νφ(图示),而A和β都是ν的函数,则有

图示

C1,C2是常数。再由他自己先前从Maxwell理论得到的(1)式知

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这儿C=图示·C1。

普朗克[15]将此结果,作为对F.Kurlbaum关于他本人同Rubens的实验结果的报告的一个评述,于1900年10月19日在德国物理学会会议上发表。次日,Rubens经过彻夜苦战,宣布上述公式已为实验所证实,普朗克黑体辐射定律由此确立。

讲到内插法,还必须说明一个问题。很多物理学的教科书中常常讲到,普朗克是在Wien定律和Rayleigh-Jeans定律之间使用内插法而得到自己的结果的。历史事实并不是这样的,前面也曾作过论述。关于内插法,普朗克本人[16]是这样描写的:通过直接的实验,得到了某一函数的两个简单的极限。在小能量时,函数与能量一次方成比例;在大能量时,函数与能量的二次方成比例。这样,在一般情况下,就选择此函数的量等于这两项之和——一个是能量的一次方,一个是能量的二次方。对小能量时,第一项是主要的,对大能量,第二项是主要的。这样便得出了新的辐射公式。普朗克称这一方法为内插法,也称半经验内插法。所以普朗克的内插法并不是两个定律之间的内插。

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