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輻射的量子統(tǒng)計理論輻射的量子統(tǒng)計理論一.紫外災難首先按照能量均分定理來討論平衡輻射問題，按照經(jīng)典電動力學，封閉的空窖內(nèi)的電磁場可分解為無窮多個平面波的疊加，單色波的表達式：采用箱式邊界條件將代入波動方程得：因此，具有一定波矢k和一定偏振的單色平面波可以看作是輻射場的一個以ω

為圓頻率的振動自由度。計算體系該自由度的數(shù)目，然后可以利用能量均分定理計算能量分布。采用球極坐標，用代替著名的瑞利－金斯公式二.波動理論下的普朗克公式天才普朗克破天荒地將簡諧振動量子化則玻耳茲曼統(tǒng)計配分函數(shù)單振子的平均能量輻射場的振動自由度數(shù)目：則在內(nèi)平衡輻射內(nèi)能三.光子氣體的統(tǒng)計理論1.光子特征:

特征1：自旋量子數(shù)為1,是玻色子,動量方向有兩個投影;

特征2：所有光子速度均為常數(shù)c,具有極端相對論的能量動量關系；

特征3：光子系統(tǒng)的總粒子數(shù)不守恒,2.玻色統(tǒng)計與普朗克公式與波動觀點得到的結果完全一致!總粒子數(shù)不守恒，沒有Ｎ的限制，當能量密集時，在體積為范圍內(nèi)，光子的量子態(tài)為：波動觀點一定圓頻率波矢偏振量子數(shù)n平均量子數(shù)粒子觀點一定能量動量自旋投影粒子數(shù)n平均光子數(shù)低頻自由度,能量視作準連續(xù),能均分定理適用;高頻自由度,被凍結在n=0的基態(tài)，或者說無高頻光子存在．對普朗克公式的討論:3.光子氣體的熱力學函數(shù)：求和變積分，考慮２個偏振態(tài)，玻色－愛因斯坦凝聚在我國誕生

中國科學院上海光機所王育竹院士領導的研究小組，在銣原子云中成功觀測到了玻色－愛因斯坦凝聚（BEC）現(xiàn)象。對我國的超冷原子精密光譜、高精度原子鐘和量子信息技術等領域的研究具有極為重要的意義。

我國的超冷原子物理研究工作已跨入世界先進行列。

玻色凝結的應用

研究領域

原子激光器和放大器研究；非線性原子光學的研究；用BEC的相干性，進行凝聚體的渦旋研究；觀察類似超新星的BEC爆炸；低溫下實驗室模擬白矮星的內(nèi)部壓力等．

技術應用

研制高準確度和穩(wěn)定度的原子鐘和精密原子干涉儀；提高精密測量的精度（如超冷原子碰撞截面、物理常數(shù)

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