黑体辐射摘要:19普朗克发表的黑体辐射公式在物理学上是一项划时代的成就。在此以前黑体辐射的波长分布虽然已经有了相当可靠的实验数据,但经典物理学的理论解释却导致了非常尖锐的矛盾。这一问题在经典物理学的范畴内是无法合理地解决的,普朗克引进了量子化的假设,推导出黑体辐射波长分布公式。量子化假设已成为当代物理学的基石,对当代科学技术的发展产生了深远的影响。BlackbodyradiationWangDuo(theCollegeofScience,,100876)Abstract:Planck',althoughtheblackbodyradiationinthewavelengthdistributionofthedatahasbeenveryreliable,,,:黑体是指能够完全吸收所有外来辐射的物体,处于热平衡时,黑体吸收的能量等于辐射的能量,由于黑体具有最大的吸收本领,因而黑体也就具有最大的辐射本领。这种辐射是一种温度辐射,辐射的光谱分布只与辐射体的温度有关,而与辐射方向及周围环境无关。一般辐射体其辐射本领和吸收本领都小于黑体,并且辐射能力不仅与温度有关,而且与表面材料的性质有关。,很多著名的科学家包括诺贝尔奖获得者,对于黑体辐射进行了大量实验研究和理论分析,实验测出黑体的辐射能量在不同温度下与辐射波长的关系曲线如图2所示,对于此分布曲线的理论分析,历史上曾引起了一场巨大的风波,从而导致物理世界图像的根本变革。维恩试图用热力学的理论并加上一些特定的假设得出一个分布公式-维恩公式。这个分布公式在短波部分与实验结果符合较好,而长波部分偏离较大。瑞利和金斯利用经典电动力学和统计物理学也得出了一个分布公式,他们得出的公式在长波部分与实验结果符合较好,而在短波部分则完全不符。因此经典理论遭到了严重失败,物理学历史上出现了一个变革的转折点。普朗克研究这个问题时,本着从实际出发,并大胆引入了一个史无前例的特殊假设:一个原子只能吸收或者发射不连续的一份一份的能量,这个能量份额正比于它的振荡频率。并且这样的能量份额值必须是能量单元hν的整数倍,即能量子的整数倍。h即是普朗克常数。由此得到了黑体辐射的光谱分布辐射度公式:式中:第一辐射常数C1=2πhc2=×10-16(Wm2)第二辐射常数C2=hc/k=×10-2(mK)黑体光
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