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電可以生成磁,磁也能帶來(lái)電,變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)構(gòu)成了一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場(chǎng),這就是電磁場(chǎng),而變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播即形成了電磁波,所以電磁波也常稱為電波。1864年,英國(guó)科學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象取得的成果的基礎(chǔ)上,建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在,推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度。
1887年德國(guó)物理學(xué)家赫茲 用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。之后,人們又進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn),不僅證明光是一種電磁波,而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波,它們的本質(zhì)*相同,只是波長(zhǎng)和頻率有很大的差別。按照波長(zhǎng)或頻率的順序把這些電磁波排列起來(lái),就是電磁波譜。如果把每個(gè)波段的頻率由低至高依次排列的話,它們是工頻電磁波、無(wú)線電波、微波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線及r射線。
在量子力學(xué)范圍內(nèi),可以把帶電粒子與電磁場(chǎng)相互作用當(dāng)作微擾,來(lái)處理光的吸收和受激發(fā)射問(wèn)題,但卻不能處理光的自發(fā)射問(wèn)題。因?yàn)槿绻央姶艌?chǎng)作為經(jīng)典場(chǎng)看待,在發(fā)射光子以前根本不存在輻射場(chǎng)。原子中處于激發(fā)態(tài)的電子是量子力學(xué)中的定態(tài),沒(méi)有輻射場(chǎng)作為微擾,它就不會(huì)發(fā)生躍遷。自發(fā)射是確定存在的事實(shí),為了解釋這種現(xiàn)象并定量地給出它的發(fā)生幾率,在量子力學(xué)中只能用變通的辦法來(lái)處理。
一個(gè)辦法是利用對(duì)應(yīng)原理,把原子中處于激發(fā)態(tài)的電子看成是許多諧振子的總和,把產(chǎn)生輻射的振蕩電流認(rèn)定與量子力學(xué)的某些躍遷矩陣元相對(duì)應(yīng),用以計(jì)算自發(fā)射的躍遷幾率。從這個(gè)處理辦法可以得到M.普朗克的輻射公式,以此反過(guò)來(lái)說(shuō)明對(duì)應(yīng)原理的處理是可行的。
另外一種辦法是利用A.愛(ài)因斯坦關(guān)于自發(fā)射幾率和吸收幾率間的關(guān)系。雖然這些辦法所得的結(jié)果可以和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合,但在理論上究竟是與量子力學(xué)體系相矛盾的──量子力學(xué)的定態(tài)壽命為無(wú)限大。
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