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在经典物理学框架内连接黑体辐射和零点辐射:一个新的最小原理和现状综述

经典物理 2007-05-23 v1 综合物理

摘要

我们提出了一个新的热力学分析,探讨经典物理学中黑体辐射与零点辐射之间的密切联系。首先,利用振子在频率绝热变化下的热力学行为,我们证明了所有热力学函数都可以从w/T的单一函数导出,类似于维恩位移定理。高频和低频极限允许涉及T或w的渐近能量形式,分别对应于能量均分和零点能。然后,我们提出,谐振子的实际热力学行为由满足维恩位移结果的函数给出,该函数在低频下的尺度解耦能量均分和高频下的尺度不变零点能之间提供了最平滑的插值。这导致了普朗克谱。其次,我们转向带有导电壁和导电隔板的盒子中的辐射,使得盒子的离散简正模式结构变得重要。我们探讨了瑞利-金斯谱和零点谱的对比卡西米尔能量。瑞利-金斯谱不涉及能量随隔板位置的变化,而零点谱不涉及熵的变化。我们提出,带有零点辐射的普朗克谱满足一个自然的最小原理,该原理对应于在固定温度下系统能量对隔板位置的最大独立性。我们使用数值计算进行确认。第三,我们回顾了经典物理学中普朗克辐射谱的先前推导,所有这些推导都涉及零点辐射。

关键词

引用

@article{arxiv.physics/0206033,
  title  = {Connecting blackbody radiation and zero-point radiation within classical physics: A new minimum principle and a status review},
  author = {Timothy H. Boyer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:physics/0206033},
  year   = {2007}
}

备注

22 pages