これが問題の内訳です:
* ブラックボディ放射: ブラックボディは、すべての電磁放射入射を吸収する仮想のオブジェクトです。次に、温度に応じてすべての周波数で放射を放出します。この放射放射のスペクトルは、ブラックボディ放射と呼ばれます。
* 古典物理学の予測: 古典物理学によると、ブラックボディ内のすべての振動モードには、エネルギーが等しく入力される必要があります。これは、周波数が増加するにつれて、ブラックボディから放出されるエネルギーも無期限に増加することを意味していました。これにより、紫外線大惨事が生まれました。
* 実験結果: 実験により、ブラックボディ放射の強度が特定の周波数でピークに達し、より高い周波数で急速に減少することが示されました。古典的な予測は、この観察された行動を説明できませんでした。
ここで、古典的なメカニズムが失敗しました:
* エネルギー量子化: 古典的なメカニックは、さまざまな振動モードにエネルギーを継続的に分布できると想定していました。しかし、問題はエネルギーが継続的ではなく、量子化されているという事実から生じました。これは、EnergyがQuantaと呼ばれる離散パケットにのみ存在できることを意味します。この基本的なアイデアは、1900年にマックスプランクによってブラックボディスペクトルを説明するために導入されました。
* Planckの仮説: プランクは、各発振器のエネルギーはその周波数に比例し、比例定数は有名なプランク定数であると提案しました。このアイデアは、量子力学の開発につながり、ブラックボディ放射のスペクトルを正しく説明しました。
要約すると、古典的なメカニズムは、エネルギーが異なる周波数に継続的に分布できると仮定したため、ブラックボディ放射を説明できませんでした。エネルギー量子化の概念を導入した量子力学は、観測されたスペクトルの正しい説明を提供しました。