更新时间：作者：小小条
在讲解另一朵乌云之前，请大家暂时屏蔽掉我们前面介绍过的相对论，以及宏观世界里的一切物理规律，因为接下来我们即将进入量子的世界！
相对论的建立动摇了经典物理学大厦的根基，而另一朵乌云似乎也朝着另一个不可控的方向发展。
19世纪，欧洲的一些国家正处于一个农业国走向工业国的历史阶段，钢铁工业和冶金工业发展迅猛，而炼钢的关键就是控制炉温，于是，人们希望能从钢水的颜色来辨认温度，这就*促进了人们对热体辐射和辐射标准的研究，热辐射成为了一门新兴的学科，而黑体辐射就是热辐射的一种。
在正式介绍黑体辐射实验之前，我们需要先明确几个基础概念。
首先，什么是辐射？
自然界中的一切物体，只要温度在绝对零度（零下273.15℃）以上，都会无时无刻的以电磁波的形式向外界传送热量，这种现象叫做辐射，也就是热辐射，所以，物体都具有连续的热辐射能谱。
实验表明，物体辐射的能量与物体的温度有关，物体温度越高，波长越短，发射电磁波的能量越大，当温度在800K以下时，物体辐射出的电磁波属于红外波段，是肉眼不可见的波段，而当温度超过800K时，物体辐射出的电磁波就进入了可见光波段，比如铁经过高温加热就会变成红色，随着温度的升高，铁的颜色会逐步的从红色转变为黄色、绿色、蓝色，当物体温度达到一定高度时，具备了各种频率颜色的光，物体就会呈现出白色，钢水的中心颜色就是偏向白色，而周围的颜色偏红色。
第二个问题，什么又是“黑体”呢？
在自然界中，所有不发光的物体都具有反射和吸收光的特性，当一个物体呈现白色，是因为它反射了所有频率的光波。当一个物体呈现黑色，是因为它吸收了所有频率的光波。
物理上定义的“黑体”，是指那些可以完全吸收外部各种波长的电磁波而不发生反射的物体。
当然，这样完美的“黑体”自然界中并不存在。
既然不存在，我们为什么要定义“黑体”呢？
我们之所以定义“黑体”，是因为我们需要控制变量，方便进行分析。热辐射的强度除了与物体温度有关之外，还会受到物体的颜色、表面光滑度、材料等各种性质的影响，所以，我们要把其它变量去掉，构造“黑体”这个完美模型，使黑体辐射的强度只与温度有关，这样更有利于我们研究热辐射。
虽然，世界上不存在完美的黑体，但我们可以制造出一个近乎完美的黑体。
1895年，德国物理学家卢梅尔和维恩提出了辐射空腔的设想。
将一个空心的球体，内壁涂上吸收辐射的涂料，在球体上开一个足够小的小孔，从小孔射进球体的光线经由空腔内壁多次反射后，辐射几乎全部被吸收，这个小孔看上去就是绝对黑色的，即是我们定义的“黑体”。
这样，我们就可以通过实验比较精确的测量出黑体辐射的能量分布曲线，也就是在不同色温下，黑体单色辐出度随波长变化的数据。
1896年，维恩从经典物理学的思想出发，借助统计热力学的方法，提出一个用来描述黑体温度和辐射强度分布的数学公式，也就是著名的维恩公式。
然而，在实验验证的过程中，问题出现了。
1899年，维恩的两位老同事卢梅尔和普林塞姆在德国的物理学会上发表了一份报告，报告指出，当把黑体加热到1000K以上时，在短波范围内，测到的实验数据与维恩公式是符合的，但在长波范围内，实验数据却和理论有偏差。
这引起了人们的质疑，维恩公式也许并不正确。
1900年，实验物理学家鲁本斯和库尔波姆扩大了长波的测量范围，对维恩公式进行了测试，结果发现维恩的公式不符合长波辐射。
马克斯·普朗克（马克斯·卡尔·恩斯特·路德维希·普朗克，1858年4月23日—1947年10月4日）
没过几天，鲁本斯就带着他的妻子到好朋友普朗克家中吃饭，谈话间提起了他的实验结果，并且告诉普朗克，根据实验显示，在长波范围内，辐射的强度和温度成正比。
这引起了普朗克极大的兴趣，很早之前，他就已经开始了对热辐射的研究，并且也推导出与维恩辐射定律一致的关系式，但也面临着与维恩公式同样的问题，所以一直以来，他都在修改他的公式。
鲁本斯带来的消息给了普朗克很大的启发，他想到了一个取巧的办法，既然有了实验数据，便可以利用数学的内插法，对公式进行修改，就这样，普朗克连夜凑出一个适合整个频率范围的数学公式，他第一时间把这个公式告诉了鲁本斯，让他帮忙测试一下，通过实验的比对，鲁本斯惊讶的发现在每一个波段里，普朗克的公式都与实验数据完全匹配！
同年的10月19日，在德国物理学会的会议上，普朗克以《对维恩辐射定律的一点修正》为题，将他的辐射公式公布于众，困扰已久的黑体辐射问题似乎被解决了。
但这并不是普朗克追求的最终答案，还有一个最关键的问题没有解决，这个公式的物理意义是什么？
我们学*物理必须清楚一点，数学只是解释物理的一种语言，所以，我们不能用数学上的推导提出一个物理上的定律。
普朗克虽然利用数学推导出了普朗克公式，但他也很清楚，自己的公式在经典电磁学和经典热力学上都解释不通，他再次陷入了困境。
苦思冥想了两个多月，普朗克又重新思考起他之前极力反对的玻尔兹曼的统计方法，他把能量和熵一起看作是任何系统所具有最重要的性质之一，从熵与概率的关系出发，将统计平衡的方法运用于热辐射理论，大胆的提出了量子化的假设，他认为能量的释放和吸收不是连续的，而是分成一份一份的，再解释的清楚一些，能量的传输必须有一个最小的基本单位，在电磁辐射过程中，吸收或辐射的能量只能以最小单位的整倍数的形式进行传输，也就是说能量的传输并不是均匀的，而是呈现跳跃式变化。这样一来，普朗克推导出的黑体辐射公式就有了一个合理的物理解释。
这一前卫的思想完全颠覆了经典物理学的基础思想，打破了经典物理学长期信奉的“自然界无跳跃”的信条，之后的事实证明，不仅辐射是不连续的，原子组成也是不连续的，“不连续性”成为现代物理学特别是量子理论的基本特征之一。
1900年12月14日，这个日子特别重要，因为它是量子物理学的诞生日。
这一天，德国的科学例会照常进行，普朗克宣读了他的那篇名垂千史的文章《论正常光谱中的能量分布》，里面详细阐述了黑体辐射公式的物理学意义，提出能量子假说。不久之后，他又在另一篇论文里将能量的最小单位命名为“量子”，一扇通往微观世界的大门被悄悄地打开了。
普朗克的新思想彻底变革了经典物理学中一切因果关系都是以物理量的连续变化为基础的物理思想，一经提出就遭到许多科学家的拒绝，就连普朗克本人也为此感到深深的困扰，他不是一个离经叛道之人，对自己提出的具有非凡革命意义的量子理论产生了怀疑，他多次试图将他的理论回归到经典物理学之中，但最终徒劳无功。
因为真理终究是真理，只要它被唤醒，必将掀起一场翻天覆地的革命。
而一个名叫“量子”的精灵已然被唤醒！
乌云散尽，经典物理学的大厦已经摇摇欲坠！
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