物理

近代物理速通版

如题，这是近代物理的讲解，由于帖主能力有限，仅仅可以讲到狭义相对论。

为了不麻烦，使用一个帖子的$latex$形式讲完。

有问题欢迎提出，我会及时回的。

$\huge{零.目录}$

1.黑体辐射问题

2.原子物理和一点点基础的量子物理

3.狭义相对论

(看不懂公式的可以当作历史帖来看，毕竟近代物理有很有趣的历史)

$\huge{Part 1:黑体辐射问题}$

这里先不说物理学界的两朵乌云。黑体在英文中的翻译就是$black body$，符合其字面意思。但黑体本身的含义则是只能吸收别的物体的辐射，而不反射的物体。那么对于研究黑体辐射，先来说说planck量子化。首先对于黑体，有相对著名的几个公式，其中瑞利金斯公式在低频段接近准确值，维恩公式在高频段接近准确值。planck是用插值法将两个公式合成了planck公式，也就是我们所熟知的

$E=hv$，h指的是planck常数，v指的是频率。

维恩位移定律：$\lambda_{\max} = \frac{b}{T}$, b = 0.002897

瑞利金斯公式：$u(\nu, T) = \frac{8\pi\nu^2}{c^3} k_B T$

那么planck提出了量子化公式之后，爱因斯坦进一步解释了光量子。

斯忒璠玻尔兹曼定律

$J = \sigma T^4$

该公式为在一个理想黑体上的$\frac{P功率}{A面积}$，其中$\sigma = 5.670374419 \times 10^{-8} \, \text{W} \cdot \text{m}^{-2} \cdot \text{K}^{-4}$

对于一个非黑体物体，玻尔兹曼定律还可表示为

$J = \varepsilon \sigma T^4$

ε取决于该物体表面材质性质。

(黑体辐射篇完)

$\huge{Part2.1.原子物理}$

原子的发现啊，可以追溯到很久以前，最初人们对于原子的定义起源于古代，人们想象每一个物体，从个体开始拆分，不断拆分，一直拆到不可拆为止，此时这个单位就是原子。这个猜想在现代科学显然是错误的，因为原子并不是最小的单位，任然可以细分。那么在后来，人们对于原子物理的认知又更近了一步，其中著名的有汤姆孙模型，卢瑟福模型与玻尔模型。

汤姆孙使用了电磁在一个空间内的运动速度测出了一些数据，并提出了第一个原子模型，即面包葡萄干模型。

然而，卢瑟福用$\alpha$粒子轰击金箔的实验，得到了卢瑟福模型。即电子绕原子核做圆周运动。

然而卢瑟福忽略了一个问题，电子的初始加速度不为0，在圆周运动过程中，电子会不断坍缩，最后失去原模型的样子，那么卢瑟福原子模型也不成立。