在经典物理学中,有两个问题被称为“空的两朵乌云”,即黑体辐射问题和紫外灾难问题。 1. 黑体辐射问题: 黑体是指对所有入射辐射都能吸收完全且不反射的理想物体。经典物理学认为,根据经典电磁理论,黑体应该能够吸收所有频率和强度的辐射,并且发射出连续谱的辐射。然而,根据经典理论计算得出的黑体辐射曲线与实验观测结果并不一致,这就是黑体辐射问题。经典物理学无法解释黑体辐射谱中的紫外灾难和紫外发散现象。 2. 紫外灾难问题: 根据经典电磁理论,黑体辐射应该在短波极限(即高频紫外)处发散,这就是紫外灾难。经典物理学中的电磁辐射公式(雷诺兹定理)预测了一个无限大的总辐射能量,与实验观测到的结果相矛盾。这个问题表明,经典物理学无法描述热辐射在紫外波段的行为。 这两个问题的存在挑战了经典物理学的基本假设,为发展量子力学奠定了基础。量子理论成功地解决了这两个问题,提供了对黑体辐射和紫外灾难的准确描述。
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