量子世界/严重疾病

普朗克

量子力学最初是为了解决经典物理学（后来被称为经典物理学）的一些惊人失败而采取的一种权宜之计。

1900年，马克斯·普朗克发现了完美描述发光物体光谱的定律。普朗克辐射公式与当时的物理学不可调和。（如果经典物理学是正确的，当你看着炉子的燃烧器时，你会被紫外线灼伤，这就是所谓的紫外灾难。）起初，它只是一种对数据的拟合，就像普朗克自己所说的“一种偶然的插值公式猜测”。仅仅几周后，它就暗示了电磁辐射发射的能量量子化：辐射的能量$~E~$与辐射频率$\nu$成正比，比例常数为普朗克常数 $~h~$

$~E=h\nu ~$.

当然，我们也可以使用角频率 $~\omega =2\pi \nu ~$代替$\nu$。引入约化普朗克常数$~\hbar =h/2\pi ~$，那么我们有

$E=\hbar \omega$.

该理论在所有温度下都有效，有助于解释黑体的辐射。

卢瑟福

1911年，欧内斯特·卢瑟福根据盖革和马斯登的实验，提出了原子模型。盖革和马斯登将一束α粒子射向一块薄金箔。大多数粒子按照预期那样穿透了金箔，但大约有八千分之一的粒子反弹回来，仿佛遇到了一个更重的物体。用卢瑟福自己的话说，这就像你用一门15英寸的加农炮向一张薄纸射击，结果炮弹反弹回来击中了你。在分析了盖革和马斯登收集的数据后，卢瑟福得出结论：原子核（包含原子质量的99.9%以上）的直径小于整个原子直径的0.01%。他认为原子是球形的，原子电子绕着原子核旋转，就像行星绕着恒星旋转一样。他计算出电子的质量是α粒子质量的1/7000。卢瑟福的原子模型也被称为核模型。

电子像行星绕恒星旋转一样绕着原子核旋转的问题是，经典电磁理论要求一个正在旋转的电子会辐射出它的能量，并在大约0.5×10^-10秒内螺旋进入原子核。这是物理学史上最严重的定量失误，对氢的寿命低估了至少40个数量级！（这个数字基于对质子寿命的实验确定下限。）