拓展材料：黑体辐射和能量量子化

1、PAGE4黑体辐射和能量量子化电子、原子、分子和光子等微观粒子，具有波粒二象性的运动特征。这一特征体现在以下的现象中，而这些现象均不能用经典理论来解释，由此人们提出了量子力学理论，这一理论就是本课程的一个重要的基础。黑体是一种能全部吸收照射到它上面的各种波长辐射的物体。带有一微孔的空心金属球，非常接近于黑体，进入金属球小孔的辐射，经过多次吸收、反射、使射入的辐射实际上全部被吸收。当空腔受热时，空腔壁会发出辐射，极小部分通过小孔逸出。一个吸收全部入射线的表面称为黑体表面。一个带小孔的空腔可视为黑体表面。它几乎完全吸收入射幅射。通过小孔进去的光线碰到内表面时部分吸收，部分漫反射，反射光线再次被部分

2、吸收和部分漫反射，只有很小部分入射光有机会再从小孔中出来。任何一个物体，在任何温度下都要发射电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁辐射的现象，称为热辐射。另一方面，物体在任何温度下都会接收外来电磁辐射，除一部分反射回外界外，其余部分都被物体所吸收，这就是说，物体在任何时候都同时存在着发射和吸收电磁辐射的过程。实验表明，不同物体在某一频率范围内发射和吸收电磁辐射的能力是不同的，例如，深色物体吸收和发射电磁辐射的能力比浅色物体要大一些，可以证明对同一个物体来说，若它的某频率范围内发射电磁辐射的能力越强，那么，它吸收该频率范围内电磁辐射的能力也越强；反之亦然。黑体一般来说，入射到物体

3、上的电磁辐射，并不能全部被物体所吸收，物体吸收电磁辐射的能力随物体而异，通常人们认为最黑的煤烟，也只能吸收入射电磁辐射的95%，我们设想有一种物体，它能吸收一切外来的电磁辐射，这种物体称之为黑体（也称绝对黑体）。黑体只是一种理想模型，设想在一个由任意材料（钢、铜、陶瓷或其他）做成的空腔壁上开一个小孔，小孔口表面就可近似地当作黑体，这是因为射入小孔的电磁辐射，要被腔壁多次反射，每反射一次，腔壁就要吸收一部分电磁能，以致射入小孔的电磁辐射很少有可能从小孔逃逸出来。黑体福射是理想的吸收体，也是理想的发射体。当把几种物体加热到同一温度，黑体放出的能量最多。由图中不同温度的曲线可见，随温度增加，E增大，

4、且其极大值向高频移动。以上现象不能用经典理论来解释，后来，1900年-2，Sr-1，m-1黑体光谱辐射出射度M（，T）与波长、热力学温度之间关系的公式：M=c1/5eT黑体绝对温度K、T=t273C光速108 ms-1h普朗克常数，10-34JSK波尔兹曼常数Bolfmann，10-23JK-1基本物理常数由图可以看出：在一定温度下，黑体的谱辐射亮度存在一个极值，这个极值的位置与温度有关，这就是维恩位移定律WienmT=103mKm最大黑体谱辐射亮度处的波长mT黑体的绝对温度K根据维恩定律，我们可以估算，当T6000K时，mm绿色。这就是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处。当T300K，mm，这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处。在任一波长处,高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度，不论这个波长是否是光谱最大辐射亮度处。如果把B，T对所有的波长积分，同时也对各个辐射方向积分，那么可得到斯特番波耳兹曼定律Stefan-Boltmann，绝对温度为T的黑体单位面积在单位时间内向空间各方向辐射出的总能量为BTBT=T4Wm-2为Stefan-Boltmann常数,等于10-8Wm-2K-4但现实世界不存在这种理想的黑体，那么用什么来刻画这种差异呢对任一波长，定义发射率为该波长的一个微小波长间隔内，真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比。显然