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量子力学:普朗克关于黑体辐射的研究.docx


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从黑体辐射到现在,我们好像刚刚来过! 灵遁者我们不能一下子解决所有问题,很多问题需要时间,这是一个客观的现象。由研究对象本身或时代背景限制所造成。比如要研究月食,口食的规律,超新星的爆发,太阳风等现象。这些现彖本身不常发生,超新星爆发一般是几十年一次,那么你如何快速搞清楚呢?一个人的一生,也许只能见一次吧。所以书籍和知识传递就变的异常重要。一个人的生命是有限的,但很多后代的生命连续起来,也还是可观的。我收到了读者的反馈,建议我增加关于黑体辐射的内容。其实这些内容,在本书中的章节中,有提到了。但我还是觉得读者反馈的意见是不错的。比较黑体辐射是量子力学的开端事件,所以就有了本章的内容。我们知道任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。黑体辐射能量按波长的分布仅与温度有关。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体一一黑体(blackbody),以此作为热辐射研究的标准物体。黑体的定义就是:在任何条件下,对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体,即吸收比为1的物体。在黑体辐射中,随着温度不同,光的颜色各不相同,黑体呈现由红一一橙红一一黄一一黄白一一白一一蓝白的渐变过程。某个光源所发射的光的颜色,看起来与黑体在某一个温度下所发射的光颜色相同时,黑体的这个温度称为该光源的色温。“黑体”的温度越高,光谱中蓝色的成份则越多,而红色的成份则越少。例如,白炽灯的光色是暧白色,其色温表示为4700K,而日光色荧光灯的色温表示则是6000Ko正是对于黑体的研究,使自然现象中的量子效应被发现。而在现实中黑体辐射是不存在的,只有菲常近似的黑体(好比在一颗恒星或一个只有单一开口的空腔之中)。理想的黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射,并将这些辐射转化为热辐射,其光谱特征仅与该黑体的温度有关,与黑体的材质无关。从经典物理学出发推导出的维恩定律在低频区域与实验数据不相符,而在高频区域,从经典物理学的能量均分定理推导出瑞利-金斯定律又与实验数据不相符,在辐射频率趋向无穷大时,能量也会变得无穷大,这结果被称作“紫外灾变”。在这里有必要介绍一下维恩定律:维恩位移定律是热辐射的基木定律之一。在一定温度下,绝对黑体的温度与辐射本领最大值相对应的波长X的乘积为一常数,即X(m)T=b(微米)。上述结论称为维恩位移定律,式中,-K,称为维恩常量。它表明,当绝对黑体的温度升高时,辐射木领的最大值向短波方向移动。维恩位移定律不仅与黑体辐射的实验曲线的短波部分相符合,而忖对黑体辐射的整个能谱都符合,它是经典物理学对黑体辐射问题所能作击的最大限度的探索。见微知著一一灵ifi着:生弗在于运动,更在于探索。・WOMtltaM・・AR(1M2^・WHHTtt拿•・,人・■, atHfiaiCWR*wxv・■■・♦)■号>in■釘<r・・—・mahoxsv・nit^iiaava?CMMM■•拿■■力BfUMNMu■■・—灵遁者量子力学科普书籍《见微知著》电子版在灵遁者淘宝有。所以黑体辐射是指由理想放射物放射出来的辐射,在特定温度及特定波长放射最大量之辐射。同时,黑体是可以吸收所有入射辐射的物体,不会反射任何辐射,但黑体未

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  • 上传人pppccc8
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  • 时间2019-05-25