爱因斯坦35《关于光的产生和转化的一个试探性的观点》第3-4部分
论文前两部分以辐射的产生和传播的模型为根据,得出了一个不太成功的结论,即高频短波时辐射无穷大的紫外灾变,虽然附带着根据公式和已知参数算出了阿伏伽德罗常数,但依然算不成功的尝试,因此,后面爱因斯坦改变了思考方向,不再从辐射的产生和传播的模型为研究对象,改为“从经验的联系上来对黑体辐射进行考察”。
论文第三部分题为《关于辐射的熵》,这一部分算是简述了德国物理学家威廉·维恩(1864年1月13日-1928年8月30日)1894年的研究成果。
这一部分论述以辐射的熵公式为探讨框架,即公式6:
S=v∫∞0ψ(ρ,v)dv
其中,S为辐射的熵, v为辐射占有的体积,ψ是辐射能量密度ρ和频率 v的函数。
第二步,爱因斯坦论述了在黑体辐射的情况下,函数ψ对辐射能量密度ρ的导数即?ψ/?ρ与频率 v无关。这一点是为第三步推导准备的一个条件。
第三步,讨论体积为1的黑体辐射温度增加dT时的熵的变化情况dS,将公式6微分处理即为公式7: dS=∫∞0(?ψ/?ρ)dρdv
结合第二步论述的?ψ/?ρ与频率 v无关的条件,便将公式7变为公式8: dS=(?ψ/?ρ)dE
熵的热力学定义为公式9:
dS=dE/T
关于公式9的给出,爱因斯坦给了个简短说明“因为dE等于所输入的热量,而这过程又是可逆的”,因此,dE等于熵热力学定义(dQ/T)里的dQ。
第四步,将公式8和公式9对比可得公式10:?ψ/?ρ=1/T
公式10就是论文第三部分的最终结论,至于这公式有啥用,在第三部分最后爱因斯坦给了一个说明:“我们可以从函数ψ确定黑体辐射定律,反过来,也可以通过对后者积分,并考虑到ρ=0时ψ也等于零的情况,而决定函数ψ。”
可能看了爱大神的这句说明你也没看懂公式10到底有啥用,那我可以拿大白话和事后诸葛亮的优势来回答你,公式10就是为第四部分引用别人的辐射公式做对比,进而得出自己的推论用的。
论文第四部分题为《在辐射密度小的情况下单色辐射的极限定律》,这一部分的研究核心依然是引用的德国物理学家威廉·维恩(1864年1月13日-1928年8月30日)的研究成果,不过是1896年的结论,此为公式11:
ρ=αv3e(-βv/T)