发布网友 发布时间:2022-04-23 10:31
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热心网友 时间:2023-05-11 21:13
即:
j*=εσΤ^4
其中辐射度j*具有功率密度的量纲(能量/(时间·距离2)),国际单位制标准单位为焦耳/(秒·平方米),即瓦特/平方米。绝对温度T 的标准单位是开尔文, ε为黑体的辐射系数;若为绝对黑体,则 ε = 1.
比例系数 σ 称为斯特藩-玻尔兹曼常数或斯特藩常量。它可由自然界其他已知的基本物理常数算得,因此它不是一个基本物理常数。该常数的值约为:5.670 373(21)×10^-8 W·m^-2·K^-4(2010年数据)
如图所示,其中KB为波尔兹曼常数,h为普朗克常数,c为光速。
后面的等式中hˉ=h/2pi 是狄拉克版的普朗克常数
所以温度为 100 K 的绝对黑体表面辐射的能量通量密度为5.67 W/m2,1000 K 的黑体为56.7 kW/m2,等等。
斯特藩-玻尔兹曼定律是一个典型的幂次定律。
本定律由斯洛文尼亚物理学家约瑟夫·斯特藩(Jožef Stefan)和奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼分别于1879年和1884年各自独立提出。提出过程中斯特藩通过的是对实验数据的归纳总结,玻尔兹曼则是从热力学理论出发,通过假设用光(电磁波辐射)代替气体作为热机的工作介质,最终推导出与斯特藩的归纳结果相同的结论。本定律最早由斯特藩于1879年3月20日以 Über die Beziehung zwischen der Wärmestrahlung und der Temperatur (《论热辐射与温度的关系》)为论文题目发表在维也纳科学院的大会报告上,这是唯一一个以斯洛文尼亚人的名字命名的物理学定律。
本定律只适用于黑体这类理想辐射源。