早在1859年，德物理學(xué)家基爾霍夫在總結(jié)當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，用理論方法得出切物體熱輻射所遵從的普遍規(guī)律:在相同的溫度下，各輻射源的單色輻出度Mi(λ，T)與單色吸收率αi(λ，T)成正比，其比值對(duì)所有輻射源(i=1，2，┄)都樣，是個(gè)只取決于波長(zhǎng)λ和溫度T的普適函數(shù)。而黑色物體對(duì)可見光能強(qiáng)烈吸收，則當(dāng)獲取能量時(shí)也應(yīng)有在可見光區(qū)的強(qiáng)烈輻射，因而從黑體輻射的角度研究確定普適函數(shù)的具體形式就具有大的吸引力。顯然，如果單色吸收率αi(λ，T)=1，則該輻射源的單色輻出度Mi(λ，T)就是要研究的普適函數(shù)。而αi(λ，T)=1的輻射體就是黑體，簡(jiǎn)稱黑體。黑體的輻射亮度在各個(gè)方向都相同，即黑體是個(gè)的余弦輻射體，輻射能力小于黑體，但輻射的光譜分布與黑體相同的溫度輻射體稱為灰體。

何物體，只要其溫度在零度以上，就向周圍發(fā)射輻射，這稱為溫度輻射; 只要其溫度在零度以上，也要從外界吸收輻射的能量。處在不同溫度和環(huán)境下的物體，都以電磁輻射形式發(fā)出能量，而黑體是種的溫度輻射體，即何非黑體所發(fā)射的輻射通量都小于同溫度下的黑體發(fā)射的輻射通量;并且，非黑體的輻射能力不僅與溫度有關(guān)，而且與表面的材料的性質(zhì)有關(guān)，而黑體的輻射能力則僅與溫度有關(guān)。在黑體輻射中，存在各種波長(zhǎng)的電磁波，其能量按波長(zhǎng)的分布與黑體的溫度有關(guān)。

黑體輻射定律

黑體輻射的光譜分析--普朗克輻射定律

1900年，對(duì)熱力學(xué)有長(zhǎng)期研究的德物理學(xué)家普朗克綜合了維恩公式和瑞利-瓊斯公式，利用內(nèi)插法，引入了個(gè)自己的常數(shù)，結(jié)果得到個(gè)公式，而這個(gè)公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符，它就是普朗克公式，即普朗克輻射定律。此定律用光譜輻射度表示。

輻射常數(shù)C1 =2πhc2= 3.74×10-16 (瓦×米2)

二輻射常數(shù)C2 =hc/K=1.4398´10-2(米×開爾文)

K-玻爾茲曼常數(shù)

黑體的頻譜亮度隨波長(zhǎng)的變化關(guān)系曲線圖。每條曲線上都標(biāo)出黑體的溫度。與諸曲線的大值相交的對(duì)角直線表示維恩位移線。

維恩位移定律

即光譜亮度的大值的波長(zhǎng)λ，與它的溫度T成反比:λmax=A/T

而A為常數(shù)，即維恩常數(shù)，A=2.896´10-3 (米×開爾文)

L max=4.10T5´10-6(瓦/米3.面角.開爾文5)

隨溫度的升，黑體光譜亮度的大值的波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。

黑體輻射定律實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)原理

黑體輻射定律

會(huì)員登錄

收藏該商鋪

提示