简述19世纪末20世纪初经典物理学无法说明的实验事实主要有哪些

2020-04-18 综合 280阅读

黑体辐射和以太学说。

19世纪的最后一天,欧洲著名的科学家欢聚一堂。会上,英国著名物理学家W·汤姆生(即开尔文男爵)发表了新年祝词。他在回顾物理学所取得的伟大成就时说,物理大厦已经落成,所剩只是一些修饰工作。

同时,他在展望20世纪物理学前景时,却若有所思地讲道:“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式,现在,它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了,……”

经典物理学两朵乌云说由此诞生,第一朵乌云出现在光的波动理论上,与著名的迈克尔逊莫雷实验验证“以太”漂移”的否定结论直接相关;第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上,导致黑体热辐射在短波部分表现为不收敛趋势,严重背离实验结果的情况。

两朵乌云有时也通俗地称为,“以太漂移”、“紫外灾难”。

两朵乌云在物理发展史上,可以称为里程碑式的重大事件,是经典物理思想和理论被破除,促使现代物理思想建立的最主要因素,并且直接孕育了关于时空的相对论和关于物质波的量子论。

由于乌云说出自著名物理学家开尔文之口,又有两个看似简单明了的著名物理实验的强烈支持;

因此,当时以及后来的物理学家,在理解上没有过多的考虑,深信经典物理思想和理论面对所观察到的“以太漂移”和“紫外灾难”的实验结果是无能为力的,因此物理学家的思想必须要解放,科学一定要革命,才能解决经典理论遇到的困难。



扩展资料:

与当时很多科学家一样,汤姆逊(开尔文)坚信一些错误的观念。他认为引力收缩是天体的唯一能源,并估计太阳在引力位能支持下,可以发光发热多久,由此错误地得出地球年龄只有数亿年的结论。他又曾宣称任何比空气重的机器都不能飞。

1900年初,当时在英国物理学界最权威的汤姆逊在皇家学会的新年致辞中,发表了题为「笼罩在热和光的动力理论上的十九世纪之云」的著名演讲。他认为物理世界晴空万里,动力理论可以解释一切物理问题;唯有两个小问题有待解决:以太理论和黑体辐射的理论解释。

正是这两朵小乌云所引起的讨论和研究,发展出二十世纪物理学两个最重要的范畴:相对论和量子力学。

参考资料:百度百科-开尔文

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