黑體輻射現(xiàn)象是指當(dāng)黑體（空腔）與內(nèi)部輻射處于平衡時，腔壁單位面積所發(fā)射出的輻射能量與它所吸收的輻射能量相等。實驗得出的平衡時輻射能量密度按波長分布的曲線，其形狀和位置只與黑體的絕對溫度有關(guān)，而與空腔的形狀和組成物質(zhì)無關(guān)。基于能量量子化的假設(shè)，普朗克提出了與實驗結(jié)果相符的黑體輻射能量公式：

　　普朗克的理論很好地解釋了黑體輻射現(xiàn)象，并且突破了經(jīng)典物理學(xué)在微觀領(lǐng)域內(nèi)的束縛，打開了人類認識光的微粒性的途徑［1］。本文主要介紹了普朗克公式的推導(dǎo)過程及其能量假設(shè)并將普朗克對黑體輻射的解釋做了總結(jié)。

　　1、普朗克的量子化假設(shè)

　　黑體以hν為能量單位不連續(xù)地發(fā)射和吸收頻率為ν的光子的能量。且能量單位hν稱為能量子，h為普朗克常量（h=6.62606896×10?34J?S）

　　2. 普朗克公式的推導(dǎo)過程

　　2.1 任意頻率ν下的輻射能量：

　　假設(shè)有一處于平衡狀態(tài)的黑體，其內(nèi)有數(shù)量為N的原子可吸收或發(fā)出頻率為ν的光子，其中Ng 為這些原子中處在基態(tài)的原子數(shù)，Ne為處在激發(fā)態(tài)（此處指可由基態(tài)原子受頻率為ν的光子激發(fā)達到的能態(tài)）的原子數(shù)，n為頻率為ν的光子平均數(shù)。則由統(tǒng)計力學(xué)中的麥克斯韋-玻爾茲曼公式［2］知：

　　平衡狀態(tài)下，體系內(nèi)原子在兩能級間相互轉(zhuǎn)化的速率相等，且其速率正比于轉(zhuǎn)化的概率和該狀態(tài)下的原子數(shù)目。結(jié)合愛因斯坦系數(shù)關(guān)系［3

　　設(shè)所求黑體為規(guī)整的立方體，其長，寬，高分別為Lx，Ly，Lz。體積為V0。不妨先討論一維情況：

　　體系線寬為L，則L必為光子半波長的整數(shù)倍，設(shè)其波數(shù)為K，有

?

　　由此，普朗克公式已推出。

　　結(jié)論：

　　相較于同時提出的維恩公式及瑞利-金斯公式，普朗克提出的（2.3.1）式精確地貼合了實驗得出的黑體輻射能量分布曲線（如下圖）

　　普朗克對黑體輻射光譜的研究以及他對（2.3.1）的發(fā)現(xiàn)開創(chuàng)了量子力學(xué)整個學(xué)科。