普朗克定律在奈米世界不管用
- 上線日期：2009/8/27 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國麻省理工學院(MIT)及哥倫比亞大學的科學家最近以實驗證明，德國物理學家普朗克(Max Planck)百年前寫下的黑體輻射定律(blackbody radiation law)在微觀下並不成立。他們發現輻射能量可以比此定律預測的值高出1,000倍以上。這項發現可能引爆重大的新應用。
根據普朗克在1900年寫下的黑體輻射定律，完全不反射的理想「黑體」(blackbody)會透過不同波長的輻射散失其能量，且輻射的模式取決於黑體的溫度。該定律被用來計算兩個物體間熱量轉移的規律，成為物理學中一個基本的公式。
普朗克定律在絕大多數的情形下都成立，雖有某些物理學家(包括普朗克自己)懷疑此定律在兩物體極接近時會失效，但始終無法證明，原因是很難精確控制讓物體很靠近但又不致於接觸。
MIT的陳剛(Gang Chen)表示，他們最初是以平行板進行實驗，結果發現很難將兩板間距控制在1 μm，於是將平板之一換成玻璃(二氧化矽)珠，便能將距離控制在10 nm之內，並利用原子力顯微鏡(atomic-force microscope)的雙金屬懸臂(bi-metallic cantilever)，精準測量了兩物體間的溫度變化，確認了熱傳輸的近場效應。
陳剛指出，目前電腦硬碟的讀寫頭與碟面距離只有約5-6 nm，讀寫頭容易發熱，而研究人員一直在尋找控制熱的方法，這已成為磁儲存領域的重要課題，而陳剛等人的研究可望加速相關應用的發展。這項發現也有助於開發新一代太陽能轉換裝置，以收集熱源發射的光子，即熱光伏(thermophovoltaic)效應。
陳剛團隊的研究成果不但讓人們進一步了解基本物理，對改良電腦資料儲存的硬碟讀寫頭及發展儲聚能源的新設計等工業應用亦十分重要。詳見8月號的Nano Letters。
原始網站: http://www.physorg.com/news168101848.html
譯者:劉怡萱(逢甲大學光電學系)
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