上图为第五届索尔维会议的参会者合影，会议主题是量子力学。
1900年，新的实验研究表明，经典物理学去解释辐射问题是有瑕疵的。柏林大学高级物理学家普朗克（Planck，1858年4月23日～1947年10月4日）设计出一个数学表达式，完美地描述了关于辐射的新实验结果。
为了理解普朗克的公式，我们先要脑补一些知识，首先我们从什么是热谈起。
一、什么是热？
热不是一种流质，而是一种运动。【培根（Francis Bacon，1561-1626）根据摩擦生热现象提出的观点】
热是能量的一种形式，可以与机械能互相转化。【德国人迈耶（Juliues Robert Mayer，1814-1878）于1842年发表论文，提出能量守恒理论，认为热只是一种能量。他从空气的定压比热与定容比热之差，算出了热的功当量，但他缺乏实验数据。】
焦耳前后二十多年，用各种实验方法来求热功当量，无数次实验结果都证明了能量守恒是自然界的规律。能量守恒定律就是热力学第一定律。【焦耳（James Prescott Joule，1818-1889），】
接着，开尔文（Lord Kelvin，原名William Thomson，1824-1907）于1848年制定绝对温标（气体中，温度每下降1℃，气体的体积减少0℃时体积的约1/273，所以推导出绝对零度的大小约为-273.15℃）。
克劳修斯（Rudolf Clausius ，1822-1888）根据卡诺定理于1850年建立热力学第二定律，即从一个热源取出热来完全变为有用功而不产生其他效果，是不可能的。
1912年，能斯特（Walther Nernst，1864-1941）又补充了一个关于低温的定律，叫热力学第三定律，即绝对温度的零点是不可能达到的。
【编者评：第一定律其实证明热与机械能一样，是能量的一种。第二定律证明热与机械能这两种形式的热量，只能由机械能自动地全部转化为热，而热不能全部自动地转化为机械能，即能量的转化是有方向的。也就是说，即使没有热损失，热也不能全部转化为机械能。第一定律告诉人们能量不会凭空产生，所以第一永动机不会存在。第二定律告诉人们能量转化不是完全可逆的（热功转化不可逆），是有方向的，所以第二永动机不会存在。由于能量转化总是向熵值增加方向自动全部转化，所以第二定律也叫熵增定理。在实际意义上，第一、二定律那样明白地告诫人们放弃制造第一种永动机和第二种永动机的意图。而第三定律却是鼓励人们想方设法尽可能接近绝对零度。现代科学可以使用绝热去磁的方法达到5×10-10K，但永远达不到零开尔文。】
二、热辐射
热辐射，物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。
一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大，短波成分也愈多。比如，高温的铁块由于温度高，辐射出来的红外线的波长越短。短到一定程度，就变成可见光了。然后你就会发现高温物体热得发红了。炼钢的时候最明显，有时候钢水会热到发黄。稍微冷却一点才变红。就是因为黄光的波长比红光更短。
热辐射的光谱是连续谱，波长覆盖范围理论上可从0直至∞，一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。
【编者评：为什么太阳的光谱是连续光谱？光子在太阳内部不断发生数不清的碰撞，形成数不清的光子频率，从而形成连续光谱。】
通过人的身体主观感受来判断热辐射的大小是非常不准确的，所以，热辐射的能量是通过设备来检测。
19世纪末期，实验已经能对热辐射所产生的光谱及其强度的分布通过仪器可进行精密的测定。
有两位科学家制造了灵敏度很高的酒精温度计，做了热辐射的干涉现象的实验，证明了热辐射的波长大于可见光的波长。
1881年，为了研究温度和辐射之间的关系，美国科学家兰格莱发明了一种新的热辐射探测器，应用电阻测热辐射计精确测定在地表热辐射的太阳常数值，开始了太阳辐射的研究。
其后不久，1896年，德国物理学家维恩发现了黑体的绝对温度和最大辐射波长之间存在的简单反比关系，并且提出了黑体的辐射的波长分布公式，除在短波长较好地符合当时的测量结果，其论证也还有缺陷。
美国物理学家瑞利也根据经典物理学的理论，经过严密的推导，提出了一个黑体辐射的补充公式,在长波很好地符合
三、基尔霍夫的故事
基尔霍夫（Kirchhoff，1824年3月12日～1887年10月17日，普朗克的导师）和本生（门捷列夫的导师）发现，每种化学元素燃烧时发出的火焰都有独特的颜色，可以据此加以鉴别。
1859年，本生和基尔霍夫合作设计了世界上第一台光谱仪（利用的是牛顿三棱镜技术，条纹用放大镜观看），并利用这台仪器系统地研究各物质产生的光谱，创建了光谱分析法。1860年他们用这种方法在狄克海姆矿泉水中发现了新元素铯，1861年又用此仪器分析萨克森地方的一种鳞状云彩母矿，发现了新元素铷。从此光谱分析不仅成为化学家手中重要的检测手段，同时也是物理学家、天文学家开展科学研究的重要武器，被称为“为科学家擦亮了双眼”。
基尔霍夫研究了夫琅和费编绘的太阳光谱线，在研究过程中得出了关于热辐射的基尔霍夫定律。这给太阳和恒星成份分析提供了一种有效的方法。1862年他又进一步提出了绝对黑体的概念。他的工作为以后量子论的出现奠定了基础。】
【概念解读：夫琅和费是如何编绘太阳光谱线的？德国人夫琅和费利用自己发明的衍射光栅（由大量等宽等距的平行狭缝构成的光学器件），重新发现和编绘了太阳吸收光谱图（700多条，内有多条黑线并对其中的重要黑线用从A到H等字母标记），这些光谱线就称为夫琅和费线。】
【概念解读：什么是基尔霍夫定律？内容为：对于在热力学平衡（温度相同）中的任意物体，其热辐射的发射率等于吸收率。实验事实已经证明了物体若是良好的吸收器必是良好的发射器，而不良的吸收器是不良发射器。自然，良好的反射器必是不良的吸收体。】
【概念解读：什么是绝对黑体？在任何条件下，对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体。绝对黑体（或称理想黑体）可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射，其光谱特征仅与该黑体的温度有关，与黑体的材质无关。黑体不一定是黑的，也可能是一个发光体，比如太阳就是一个理想的黑体，因为太阳接受外来的辐射相比它自身发出的辐射微乎其微。】
【概念解读：什么是热辐射？任何物体都具有不断辐射、吸收、反射电磁波的性质。比如人体，也会对外有辐射，在暗室中，发出的辐射属于不可见光。辐射出去的电磁波有一定的光谱分布。这种光谱分布与物体本身的特性及其温度有关，因而被称之为热辐射。影响固体表面的吸收和反射性质的，主要是表面状况和颜色，表面状况的影响往往比颜色更大。热辐射的能量穿过固体或液体的表面后只经过很短的距离（一般小于1mm）就被完全吸收。气体对热辐射能几乎没有反射能力，在一般温度下的单原子和对称双原子气体（如Ar、O2等）可视为透热体，多原子气体（如CO2、H2O等）在特定波长范围内具有相当大的吸收能力。理论研究证明，黑体的辐射能力Eb为：
此式称为斯忒藩－波耳兹曼定律。此式表明，温度对热辐射的影响极大。低温时热辐射常可忽略（如普通换热器中）；高温时（如炉膛内），热辐射成为传热的主要方式。】
【概念解读：什么是斯忒藩－波耳兹曼定律（Stefano-Boltzmann law)？黑体单位表面单位时间辐射出的所有频率的能量，即辐射通量密度又称辐射出射度，同热力学温度的四次方成正比。它首先由J.斯忒藩于1879年从实验上得到，之后由L.玻耳兹曼于1884年根据热力学理论导出。所以温度为 100 K 的绝对黑体表面辐射的能量通量密度为 5.67 W/m2，1000 K 的黑体表面辐射的能量通量密度为 56.7KW/m2。过这个定律确定了太阳表面的温度，他计算得出该温度为5,430°C（9,810°F）。这是太阳温度的第一个合理值。】
【概念解读：什么是辐射通量密度？辐射通量密度指单位时间内、单位面积上所接受的辐射能量，又称辐照通量密度。符号为E。通常用W/m2表示。为辐射气候学和辐射测量学中的一个基本量。在气象学文献中又常被称为辐射强度（radiant intensity），但辐射强度严格地说应为辐射源单位立体角上在单位时间内所发射出的辐射通量。两者有所区别，一个是接受，一个是发射，便都能体现黑体的辐射能力。】
【编者评：维基百科上说，斯忒藩是从法国物理学家杜隆和珀蒂的测量中得出了“总辐射正比于热力学温度的四次方”的定律。】
【概念解读：什么是立体角？立体角是一块面积，常用字母Ω表示。以锥体为例，以锥体的顶点为球心作球面，该锥体在球表面截取的面积与球半径平方之比就是立体角，所以立体角代表的是单位球面上的一块面积，这和“平面角是单位圆上的一段弧长”类似。】
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