了解一下高溫黑體輻射源中黑體輻射的概念

更新時(shí)間：2020-12-10

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　　了解一下高溫黑體輻射源中黑體輻射的概念

　　理想黑體可以吸收所有照射到它表面的電磁輻射，并將這些輻射轉(zhuǎn)化為熱輻射，其光譜特征僅與該黑體的溫度有關(guān)，與黑體的材質(zhì)無(wú)關(guān)。

　　從經(jīng)典物理學(xué)出發(fā)推導(dǎo)出的維恩定律在低頻區(qū)域與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不相符，而在高頻區(qū)域，從經(jīng)典物理學(xué)的能量均分定理推導(dǎo)出瑞利-金斯定律又與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不相符，在輻射頻率趨向無(wú)窮大時(shí)，能量也會(huì)變得無(wú)窮大，這結(jié)果被稱作"紫外災(zāi)變"。

　　1900年10月，馬克斯·普朗克將維恩定律加以改良，又將玻爾茲曼熵公式重新詮釋，得出了一個(gè)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)*吻合普朗克公式來(lái)描述黑體輻射。

　　但是在詮釋這個(gè)公式時(shí)，通過(guò)將物體中的原子看作微小的量子諧振子，他不得不假設(shè)這些量子諧振子的總能量不是連續(xù)的，即總能量只能是離散的數(shù)值(經(jīng)典物理學(xué)的觀點(diǎn)恰好相反)。

　　后來(lái)，普朗克進(jìn)一步假設(shè)單獨(dú)量子諧振子吸收和放射的輻射能是量子化的。

　　所謂黑體是指入射的電磁波全部被吸收，既沒(méi)有反射，也沒(méi)有透射( 當(dāng)然黑體仍然要向外輻射)。

　　基爾霍夫輻射定律(Kirchhoff)，在熱平衡狀態(tài)的物體所輻射的能量與吸收率之比與物體本身物性無(wú)關(guān),只與波長(zhǎng)和溫度有關(guān)。按照基爾霍夫輻射定律，在一定溫度下，黑體必然是輻射本領(lǐng)大的物體，可叫作*輻射體。

　　黑體輻射是指由理想放射物放射出來(lái)的輻射，在特定溫度及特定波長(zhǎng)放射大量之輻射。同時(shí)，黑體是可以吸收所有入射輻射的物體，不會(huì)反射任何輻射，但黑體未必是黑色的，例如太陽(yáng)為氣體星球，可以認(rèn)為射向太陽(yáng)的電磁輻射很難被反射回來(lái)，所以認(rèn)為太陽(yáng)是一個(gè)黑體(黑體是不存在的)。

　　理論上黑體會(huì)放射頻譜上所有波長(zhǎng)之電磁波。維恩位移定律是描述黑體電磁輻射能流密度的峰值波長(zhǎng)與自身溫度關(guān)系的定律。