1-2 黑体辐射 实验报告.docx

近代物理实验报告
指导教师: 得分:
实验时间: 2010 年 06 月 02 日, 第十四周, 周三, 第 5-8 节
实验者: 班级材料0705 学号 200767025 姓名童凌炜
同组者: 班级材料0705 学号 200767007 姓名车宏龙
实验地点: 综合楼 505
实验条件: 室内温度℃, 相对湿度%, 室内气压
实验题目: 黑体辐射
实验仪器:(注明规格和型号)
WGH-10型黑体实验装置(光栅单色仪、接收单元、扫描系统、电子放大器、转换采集、电流可调的溴钨灯光源、计算机及打印机组成)试验装置的光学系统如图所示。
实验目的:
通过测量黑体辐射的能量分布曲线及普朗克常量,加深对黑体辐射问题的理解。
实验原理简述:
历史上很多物理学家都企图用经典理论解释黑体辐射规律。如Kirchhoff、Boltzzman、Wilhelm、Rayleigh等。他们得到了一些与之有关的公式:
Boltzzman Equation:
Wilhelm Equation:
Rayleigh-Jeans formula:
Planck提出:电磁辐射的能量只能是量子化的。他认为以频率ν做谐振动的振子其能量只能取某些分立值,在这些分立值决定的状态中,对应的能量应该是某一最小能量的hν整数倍,即E=nhν,n=1,2,3,…在此能量量子化的假定下,他推导出了著名的普朗克公式:
因为
所以
它与实验结果符合得很好。Planck提出的能量量子假说具有划时代的意义,标志了量子物理学的诞生。
考虑到单色辐射能密度E(λ,T)与单色辐射度R(λ,T)之间的关系:
此式还可以写成如下形式
Planck公式经过微分后得到Wilhelm位移定律:
Planck公式经积分后可以得到Stefan-Boltzmann Law
不同的人提出的辐射理论表达为公式曲线之后的图形如右所示, 可见还是存在一定的差别的。
实验步骤简述:
实验内容
绘制不同温度下的黑体辐射能量曲线
验证普朗克辐射定律
验证维恩位移定律
验证斯特藩-玻尔兹曼定律
实验步骤
检查仪器连线,调节狭缝宽度。
打开溴钨灯电源,打开控制箱电源,预热。
打开计算机,点击计算机运行黑体软件,点击屏幕,显示操作平面,重新进行初始化
绘制基线图

点击:工作方式-基线-寄存器1-修正为黑体□-传递函数□-单程
此时,屏幕出现动态扫描绘制基线图,越6min后停止。
绘制三条不同温度的黑体辐射能量

点击:工作方式-基线-寄存器1-修正为黑体□-传递函数□-黑体-色温、
此时,屏幕出现正在检索提示,稍等后,动态扫描绘制2580K色温下的黑体辐射能量图,约6min后停止。
点击:归一化

点击:寄存器3-黑体-色温
此时,屏幕出现正在检索提示,稍等后,动态扫描绘制2670K色温下的黑体辐射能量图,约6min后停止。
点击:归一化

点击:寄存器4-黑体-色温
此时,屏幕出现正在检索提示,稍等后,动态扫描绘制2410K色温下的黑体辐射能量图,约6min后停止。
点击:归一化
点击绝对黑体的理论谱线。
此时屏幕上,展示着三条不同温度