我们知道在白天,从屋外透过窗户看屋内,我们什么也看不见屋内的情况,屋内漆黑一片。夜晚的时候却可以透过窗户看到屋内的情况。这是什么原理呢?白天室内的光照强度约为100~500lux,夜晚LED灯的光照强度为100~300lux,但是白天就是看不清屋内的东西?
首先我们了解光的反射和漫反射,我们在初中或者小学可能都知道了,光照射在光滑平面是反射出去,而在凹凸不平的表面则会发生漫反射,向多个方向发生反射。光在通透物体上会发生折射。
这里再了解一下——黑体。黑体简单理解就是可以吸收电磁波,不会发生发射,就是绝对黑体。我们把房间想象成一个黑体,算近似黑体吧!白天光线射进房间,发生漫反射,没有光线反射回来进入我们的眼睛,我们就看不到屋内环境。晚上则是近似黑体的房间自身在辐射光线,进入到我们的眼睛,就看到屋内的环境。
下面我们在说黑体,黑体可以吸收电磁波,也可以辐射电磁波,相当于房间打开灯向外照射灯光,科学上称为“黑体辐射”。那这和量子力学有什么关系呢?黑体和量子力学没有关系,但是“黑体辐射”确是和量子力学有紧密的联系。
在19世纪,科学家们就了解到黑体辐射的规律,那就是黑体辐射电磁波的强度按波长分布的情况,温度越高,各种电磁波的波长辐射强度越强,且辐射强度的最大值靠近波长的较短方向移动。为了解释这一科学规律,物理学家们提出了黑体的辐射强度按波长分布的理论公式,但经过试验发现并不能完美解决“黑体辐射问题”。
后来有一个比较厉害的猛人解决了这个问题,那就是马克斯·普朗克,他打破原来的固有思维,把辐射能量从连续的状态大胆假设为一份一份的,而不是连续的,以此提出了一个公式:€=hv(能量是某一最小能量值€的整数倍,h是一个常量,我们叫他为普朗克常量,v为粒子的震动频率)。
此公式的让我们对微观粒子和宏观世界的能量有了全新认知。这是微观与宏观世界物理规律最重要的差别之一。
普朗克为我们揭开了微观世界物理规律的冰山一角,把物理学推进了一个新的纪元——量子力学的纪元。普朗克也被成为“量子理论之父”。
从生活中的小事,发现科学,拥有发现科学的眼睛。普朗克曾说:科学的历史不仅是一连串事实、规则和随之而来的数学描述,它也是一部概念的历史。当我们进入一个新的领域时,常常需要新的概念。
最后,白天的时候可以打开窗户,夜晚的时候大家要记得拉好窗帘哦。
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