“黑體輻射定律”是什么？任何物體都具有持續(xù)輻射、吸收和發(fā)射電磁波的能力。輻射的電磁波在每個(gè)波段都不一樣，也就是有一定的頻譜分布。這種光譜分布與物體本身的特性及其溫度有關(guān)，所以稱(chēng)為熱輻射。為了研究不依賴(lài)

“黑體輻射定律”是什么？

任何物體都具有持續(xù)輻射、吸收和發(fā)射電磁波的能力。輻射的電磁波在每個(gè)波段都不一樣，也就是有一定的頻譜分布。這種光譜分布與物體本身的特性及其溫度有關(guān)，所以稱(chēng)為熱輻射。為了研究不依賴(lài)于物質(zhì)具體物理性質(zhì)的熱輻射規(guī)律，物理學(xué)家定義了一個(gè)理想物體————體，作為熱輻射研究的標(biāo)準(zhǔn)物體。所謂黑體，就是入射的電磁波被完全吸收，既不反射也不透射(當(dāng)然黑體還是向外輻射)。黑洞可能是理想的黑體?；鶢柣舴蚬尽?輻射定律。熱平衡狀態(tài)下物體輻射的能量與吸收的能量之比，與物體本身的物理性質(zhì)無(wú)關(guān)，只與波長(zhǎng)和溫度有關(guān)。根據(jù)基爾霍夫 s輻射定律，在一定溫度下，黑體一定是輻射能力最大的物體，可以稱(chēng)之為完全輻射體。普朗克公司輻射定律給出了黑體輻射的具體光譜分布。在一定溫度下，黑體在單位時(shí)間、單位立體角、單位波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)單位面積輻射的能量為B(λ，t) = 2hc2/λ 5.1/exp (HC/λ rt)-1b (λ，t)-黑體的光譜輻射亮度(w，微米-1)黑體的光譜發(fā)射率M(λ，t)與波長(zhǎng)、熱力學(xué)溫度的關(guān)系式:M = C1/[λ5(exp(C2/λt)-1]，其中C1 = 2π HC 2，C2 = HC/1λ-輻射波長(zhǎng)(微米)T-黑體絕對(duì)溫度(K，T = t273k)C-光速(2.998×108m·s-1)H-Planck常數(shù)，6.626×10-34j·s·K-Bolfzmann常數(shù)，1.380×10-23j·K-1·K-1基本物理常數(shù)見(jiàn)圖2.2(缺失):①在某一溫度下，黑體的光譜輻亮度存在一個(gè)極值，以及這個(gè)極值的位置這是維恩 s位移定律(Wien)，λ m t = 2.898× 103(微米k)，λm——黑體光譜輻射亮度最大時(shí)的波長(zhǎng)(微米)，T——黑體的絕對(duì)溫度(k)。根據(jù)維恩 s定律，我們可以估算出T ~ 6000 K時(shí)λ m ~ 0.48微米(綠色)，這是太陽(yáng)輻射的近似最大光譜輻亮度。當(dāng)t ~ 300 k，λ m ~ 9.6微米時(shí)，這是地球物體輻射中近似的最大光譜輻射亮度。②在任何波長(zhǎng)下，高溫黑體的光譜輻亮度絕對(duì)大于低溫黑體，無(wú)論該波長(zhǎng)是否為最大光譜輻亮度。如果B(λ，t)對(duì)所有波長(zhǎng)和所有輻射方向積分，那么Stefan-Niels bohr定律可得，絕對(duì)溫度為t的黑體單位時(shí)間在空間各個(gè)方向輻射的總能量為b(t)b(t)=δT4(w·m-2)δ為Stefan-Boltzmann。等于5.67×10-8 w·m-2·k-4，但是現(xiàn)實(shí)世界中并沒(méi)有這樣的理想黑體，那么用什么來(lái)形容這種差異呢？對(duì)于任何波長(zhǎng)，發(fā)射率定義為在該波長(zhǎng)的微小波長(zhǎng)區(qū)間內(nèi)，同一溫度下，真實(shí)物體的輻射能與黑體的輻射能之比。顯然，發(fā)射率是一個(gè)介于0和1之間的正數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，發(fā)射率取決于材料特性、環(huán)境因素和觀(guān)測(cè)條件。如果發(fā)射率與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，那么這個(gè)物體可以稱(chēng)為灰體，否則稱(chēng)為選擇性輻射體。