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文档简介

一热辐射由温度决定的物体的电磁辐射 头部热辐射像 头部各部分温度不同 因此它们的热辐射存在差异 这种差异可通过热象仪转换成可见光图象 单色辐出度 01 01 75 波长 m 1 3热辐射基本定律 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 物体辐射电磁波的同时 也吸收电磁波 物体辐射本领越大 其吸收本领也越大 室温 高温 吸收 辐射 白底黑花瓷片 单色辐射出射度 单色辐出度 一定温度T下 物体单位面元在单位时间内发射的波长在 d 内的辐射能dM 与波长间隔d 的比值 辐出度 物体 温度T 单位表面在单位时间内发射的辐射能 为 温度越高 辐出度越大 另外 辐出度还与材料性质有关 说明 物体热辐射 二黑体辐射 绝对黑体 黑体 能够全部吸收各种波长的辐射且不反射和透射的物体 黑体辐射的特点 与同温度其它物体的热辐射相比 黑体热辐射本领最强 黑体模型 黑体热辐射 温度 材料性质 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 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 太阳不是黑体 所以按黑体计算出的Ts低于太阳的实际温度 MB T 高于实际辐出度 说明 解 黑体辐射实验事实 在频率之间的辐射能量密度只与空腔的温度T有关 而与空腔的形状及其组成物质无关 实验曲线 黑体辐射 1 维恩 Wein 德国物理学家 的解释 结论 在短波 高频 部分与实验符合得很好 但长波 低频 部分与实验不符 1896年 维恩根据经典热力学得出 短波吻合好 长波段差 获得1911年诺贝尔物理学奖 2 瑞利 金斯 Raileigh Jeans英国物理学家 的解释 结论 在长波 低频 部分与实验符合 短波部分不符合 此外存在 紫外光的灾难 1900年 瑞利和琼斯用能量均分定理和电磁理论 驻波法 得出 长波吻合好 短波段差 普朗克解释 1900年 Planckassumption 黑体可看作一组连续振动的带电谐振子 这些谐振子的能量应取分立值 这些分立值都是最小能量 的整数倍 这些分立的能量称为谐振子的能级 Planck 德国物理学家 可见 黑体与辐射场交换能量只能以 为单位进行 亦即黑体吸收或发射电磁辐射能量的方式是不连续的 只能 量子 式地进行 每个 能量子 的能量为 三量子解释 基于能量子假设 Planck利用统计物理推导出与实验符合得很好的黑体辐射公式 Planck公式 其中 称为Planck常数 注 Planck的 能量子 假说与经典物理中振子的能量是连续的相抵触 可见 Planck理论突破了经典物理学在微观领域的束缚 打开了认识光的粒子性的大门 Planck公式 讨论 1918年Planck获得诺贝尔物理学奖 玻尔 玻恩
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