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文档简介

热辐射 由温度决定的物体的电磁辐射 人头部各部分温度不同 因此它们的热辐射存在差异 这种差异通过热像仪转换成可见光图像 人头部热辐射像 2 热辐射现象 平衡热辐射 室温 高温 白底黑花瓷片 不辐射可见光时 黑花吸收大 反射少所以暗 辐射可见光时 黑花吸收大 辐射大所以变亮 辐射和吸收达到平衡时 物体的温度不再变化 此时物体的热辐射称为平衡热辐射 热辐射的物体既有辐射又有吸收和反射 而白色物体吸收本领最弱 黑色物体吸收本领最强 实验发现相同温度下黑色的物体辐射最强 3 黑体模型研究热辐射 绝对黑体模型 开小孔的腔体 1 好的吸收体 必是好的发射体 2 一种100 吸收的理想黑体 也是最强的辐射体 且辐射和组成材料无关 仅取决于温度 能全部吸收各种波长的辐射且不反射和透射的物体 绝对黑体 4 物体辐射本领越大 吸收本领也越大 热辐射的特点 1 连续 2 频谱分布随温度变化 温度 辐射 3 物体的辐射本领与温度 材料有关 1 黑体辐射的实验曲线 2 单色辐出度MB T 随 连续变化 每条曲线有一峰值 1 曲线随T的升高而提高 即总辐出度MB随T升高而增大 M T T4 3 随T的升高 峰值波长 m减小 m b T 规律 二 问题的提出 黑体辐射的规律 1 斯特藩 玻耳兹曼定律 式中 辐出度与T4成正比 2 维恩位移定律 峰值波长 m与温度T成反比 可见光 5000K 6000K 3000K 4000K 应用 测温 太阳表面温度 M 辐出度 测得太阳光谱的峰值波长在绿光区域 为 m 0 47 m 试估算太阳的表面温度和辐出度 例 解 瑞利 金斯公式 根据经典的能量均分原理导出 只适用于长波段 紫外灾难 经典物理学的推导均与实验不符 2 经典理论所遇到的困难 电磁波 若谐振子频率为v 则其能量是hv 2hv 3hv nhv 普朗克常数 腔壁上的原子 谐振子 能量 与腔内电磁场交换能量时 谐振子能量的变化是hv 能量子 的整数倍 E h 和E nh 称为能量子 三 普朗克的能量子假设 该结果与实验结果惊人地相符 普朗克公式 1900年 对比瑞利 金斯公式和普朗克公式 瑞利 金斯公式 四 黑体辐射问题的结论 辐射能量是量子化的 E h 和En nh 首次提出微观粒子的能量是量子化的
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