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，在輻射頻率趨向無窮大時(shí)，能量也會(huì)變得無窮大，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)*吻合普朗克公式來描述黑體輻射。

　　但是在詮釋這個(gè)公式時(shí)，通過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，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，既沒有反射，也沒有透射( 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關(guān),只與波長和溫度有關(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的輻射，在特定溫度及特定波長放射大量之輻射。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，例如太陽為氣體星球，可以認(rèn)為射向太陽的電磁輻射很難被反射回來，所以認(rèn)為太陽是一個(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與自身溫度關(guān)系的定律。