흑체 ( Balck Body ) : 입사하여 들어오는 모든 복사를 진동수에 상관없이 모두 흡수하는 이상적인 물체
우리가 보통 검은색이라고 보이는 물질은 가시광성 영역에서 모든 빛을 흡수하여 검은색으로 보이는 것이다. 우리가 보는 빨간색은 다른 가시광선 영역은 흡수하고 빨간색 영역만을 반사하기 때문에 그렇게 보이는 것이다. 흑체는 가시광선 영역의 넘어, 빨간색 바깥영역 적외선, 보라색 바깥영역 자외선 등 모든 빛 영역 (이 말이 진동수에 상관없다는 말이다. ) 에 상관없이 모두 흡수하는 물질이다. 물론, 이런 물직을 만들 수는 없다. 다만 이와 비슷하게 만들어 낼 수 있다.
이런 물질을 생각해 낸 것은 빛에너지를 구하기 위해서이다. 흑체에 빛을 쏘아주면 모든 빛 에너지가 흑체로 갈 것이다. 그러면 흑체안의 에너지를 측정한다면 빛에너지를 측정할 수 있다.
이 물질의 복사에너지 밀도를 구하기 위해 많은 노력을 기울려 왔다.
이중 실험 결과에 가장 일치하는 것은 플랑크의 공식이다. 플랑크 공식의 핵심은
E = nhυ 라는 공식이다. υ 는 진동수이고 h 는 플랑크상수이며 n 는 정수이다.
이게 무슨 뜻인지는 스스로 식을 만든 플랑크 자신 조차도 잘 알지 못했다. 이것은 아인스타인에 위해서 분석된다.
여기서 부터 양자화라는개념이 나온다. 빛이 덩어리져 있는 것처럼 모여 있다는 말이다. 진동수가 결정되어 있으면 (흑체에다 하나의 색만 가진 빛을 쏘인다고 하면) 흑체는 hυ 만큼씩 덩어리져 있는 빛에너지를 받는다. 그리고 간혹 이것들 두개나 세개가 같이 들어오는 경우도 있을 것이다. 이 때를 위해서 n 이라는 정수를 사용하였다. 결론적으로 빛은 일정한 에너지를 가지고 하나의 입자처럼 뭉쳐있다는 말이다. 그리고 빛 한 덩어리는 진동수에 비례한다.
빛 한 덩어리를 광자라고 한다. 빛은 입자의 성질과 파동의 성질을 동시에 가지고 있다. 이 광자 하나의 에너지는 E = hυ 라는 값이 나온다. h 는 그냥 상수일 뿐이다.