任何物體都具備輻射、吸收和發射電磁波的能力，這些電磁波在不同波段上具有不同的譜分布，這種譜分布受到物體特性和溫度的影響，因而被稱為熱輻射。為了研究不依賴于物質具體性質的熱輻射規律，物理學家們引入了黑體的概念，這是一種理想化的物體，其特征是所有入射的電磁波均被完全吸收，既無反射也無透射。盡管自然界中不存在真正的黑體，但許多地物在某些波段上可以作為較好的黑體近似。基爾霍夫輻射定律指出，在熱平衡狀態下的物體所輻射的能量與其吸收的能量之比僅與波長和溫度有關，而與物體本身的特性無關。根據基爾霍夫輻射定律，在特定溫度下，黑體是輻射能力最強的物體，可被稱為完全輻射體。1900年，德國物理學家普朗克為了解決經典物理學在解釋黑體輻射現象時遇到的困難，提出了物質輻射（或吸收）的能量只能是某一最小能量單位（能量量子）整數倍的假說，即量子假說，這對量子論的發展產生了重大影響。在熱力學和統計物理學領域，普朗克的貢獻不僅包括關于熱力學定律的表述，還有非平衡態理論。為了推導出一個與實驗結果相符合的黑體輻射公式，普朗克將黑體輻射視為帶電諧振子振動時釋放的能量，并假設這些諧振子的能量只能取一些分立值，即如果振子的固有頻率為v，則它們只能以最小能量ε0=hv的整數倍釋放能量：ε0，2ε0，3ε0，…，nε0…，這些分立的能量值稱為諧振子的能級。能量的變化并非連續，這一觀點不僅與經典物理學理論相悖，也違背了常識。量子論的提出最初遭到了物理學界的冷淡反應，人們僅承認普朗克與實驗結果一致的經驗性輻射公式，而不接受他的理論性量子假說。在當時的社會環境下，連普朗克本人也對自己的行動感到不安，甚至希望回到古典物理學的立場。他說，這“完全是一種孤注一擲的行動”，“由于當時考慮到這個問題對于物理具有根本的重要性”，“必須不惜任何代價去找出理論解釋。”