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文档简介
1、黑体辐射的基本规律 12在不同温度下,绝对黑体的单色辐出度M0 (T)按波长分布的实验曲线(动画)。 3斯特藩-玻耳兹曼定律:黑体的辐射出射度与黑体温度的四次方成正比,即 其中 = 5.6705110-8 Wm-2K-4 称为斯特藩常量。 维恩位移定律:随着黑体温度的升高,其单色辐出度最大值所对应的波长 m 按照T -1 的规律向短波方向移动,即 其中常量b = 2.89775610-3 m K。 由实验结果与理论分析得到两个规律:4两个定律的应用:1.斯特藩-玻耳兹曼定律的应用制成辐射高温计2.维恩位移定律的应用天文学家根据它计算恒星的温度。5维恩假定谐振子的能量按频率的分布类似于麦克斯韦速
2、率分布,由经典统计物理学方法导出维恩公式 1.维恩公式当时的重大问题:寻找C1和c2是两个由实验确定的参量。6维恩公式只是在短波波段与实验曲线相符(看下图)。72.瑞利-金斯公式(瑞利-金斯公式) 瑞利-金斯公式在长波波段与实验相符。物理学史上曾称为“紫外灾难”。 由瑞利和金斯根据经典电动力学和经典统计物理学理论得出。式中C为真空光速,k为玻尔兹曼常量。8Rayleigh - Jeans vs Planck 9(动画)10普朗克能量子假定 物体若发射或吸收频率为的电磁辐射,只能以 = h为单位进行,这个最小能量单位就是能量子,物体所发射或吸收的电磁辐射能量总是这个能量子的整数倍,即 E = n
3、 = n h ,n = 1, 2, 3, 111900年,普朗克综合了维恩公式和瑞利-金斯公式,由自己的能量子假定得普朗克辐射公式 式中h称为普朗克常量,其值为h = 6.626075510-34 Js。 普朗克的能量子思想使物理学发生了划时代的变化。 12普朗克(18581947) 德国理论物理学家,量子论的奠基人. 1900年他在德国物理学会上,宣读了以关于正常光谱中能量分布定律的理论为题的 论文. 劳厄称这一 天是“量子论的 诞生日”.量子论 和相对论构成了近代物理学的研究 基础.13 例1:对太阳辐射的观测发现,在波长471.0 nm附近单色辐出度为最大,试估计太阳表面的温度。 解: 根据维恩位移律,得 例2:试由普朗克公式导出斯特藩-玻耳兹曼定律,并求出斯特藩常量。 解: 设两个量和由式求得所以普朗克公式变为14根据 黑体的辐出度为查
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