雷理-京士定律與紫外線災難
雷理-京士(Rayleigh-Jeans)定律與紫外線災難
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
在物理中的雷理-京士定律，首次在二十世紀提出，主要目的在於試著描述「特定溫度下的黑體，在所有波長所產生的電磁輻射能量」，針對特定的波長 $$(\lambda)$$ 可寫成
$$\displaystyle f(\lambda)=\frac{2\pi ckT}{\lambda^4}$$
式子中的 $$c$$ 代表光速，$$k$$ 為波茲曼常數，$$T$$ 為物體的絕對溫度。
該定律是從古典物理的論點中導出，雷理首先在 1900 年時先研究出「能量與波長四次方成反比」；而包含比例常數的精確推算，則於 1905 年與共同發表。
該定律在長波長的範圍內與實驗數據相當吻合；該定律並進一步預測，當波長逐漸縮短（越接近紫外線）時，物體輻射出的能量將趨於無限大（由上式可知，當 $$\lambda$$ 趨近於零，$$f$$ 趨近於無限大）。然而，在短波長的預測，無法獲得實驗的支持。且該定律預測物體在所有波長的電磁輻射中，短波長的紫外線，其電磁輻射能量將是最大的，而紫外線對生物具有殺傷力、可能導致細胞病變，因此稱之為「紫外線災難」。
普朗克於 1900 年得到不同的定律，
$$\displaystyle f(\lambda)=\frac{2\pi c^2h}{\lambda^5(e^{hc/\lambda kT}-1)}$$
式子中的 $$h$$ 稱為普朗克常數，必須利用實驗加以確定。
依據普朗克定律，當波長變短時，$$e^\frac{hc}{\lambda kT}$$ 將變大，導致該波長的電磁輻射會逐漸減少，因此不會產生所謂的「紫外線災難」，且該定律與實驗數具有良好的吻合，但其重要性在數年後才獲得重視，並逐漸形成量子化的概念。
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