等分配則

とうぶんぱいそく

熱が釣り合った状態では、物の中のあらゆる動き方に、温度に比例した同じ量のエネルギーが平均して分け与えられる、という古典物理学の法則。

気体の分子なら、前後・左右・上下への動きや回転、振動といった動き方の一つ一つに、平均して同じだけのエネルギーが割り当てられます。19世紀にマクスウェルとボルツマンが確立したこの法則は、気体の性質を広く説明しました。

ところが光に当てはめると困ったことになります。箱の中の光には、波長をいくらでも短くした揺れ方が無数にあり、そのすべてに同じエネルギーを配ると合計が無限大になってしまうのです。1900年にレイリー卿がこの計算を示し^[1]、これがのちに紫外破綻と呼ばれます。

固体を温めるのに必要な熱も、低い温度では等分配則の予想よりずっと小さくなります。1907年、アインシュタインは、原子の振動のエネルギーも飛び飛びだと考えれば、低温では振動が「凍りついて」エネルギーを受け取れなくなることを示し、この食い違いを説明しました^[2]。