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黑体辐射实验,都想说明什么问题?

发布网友 发布时间:2022-07-19 05:03

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热心网友 时间:2022-07-17 04:48

黑体辐射实验,都想说明什么问题?

  900年,开尔文勋爵在发表那个著名的《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》演说时提到,物理学的大厦已经基本建成了,后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了,只不过在物理学阳光灿烂的天空下,漂浮着“两朵小乌云”。

  两朵小乌云,其中一个是1881年美国物理学家迈克尔逊和莫雷合作制作了中学课本讲到过的马克尔逊干涉实验,用来证明“以太”的存在,结果证明木有以太!

  另一个就是利用当时的传统物理学思维无法解释的黑体辐射规律

定义系统

黑体——完美的电磁波发射体:能够完全吸收投射到其表面各种波长的电磁波而不发生反射的物体。

  需要定义黑体的原因是我们要控制变量方便进行分析,因为热辐射的强度与物体、温度、表面、材料等各种性质相关。所以我们要把其他变量去除,构造“黑体”这个完美模型,使黑体辐射的强度只与温度有关。




  根据测量结果和日常生活经验,我们很好理解,当温度升高,物体向外辐射电磁波(热辐射),温度越高,向外辐射的电磁波的强度越大。

1、Wien公式:从热力学出发加上一些特殊的假设,可以得到一个分布公式:


2、Rayleigh-Jeans公式:






  Wien的结果在高频短波的区域和测量值拟合得很好,但是在低频常波的区域缺差异很大。而Rayleigh-jeans在长波长吻合的比较好,但是随着频率的升高、辐射的强度会变得无限大,这显然不合理,这种结果被我们称之为“紫外灾难”。

提出假设

  1900年10月,Planck将Wien的公式加以改良,又将Boltzmann'sEntropicEquation:(1877)引进了比例系数k,将关系式化为等式写成

  最终是Planck解决的黑体辐射问题,他做了两个假设:

1、普朗克将黑体看作大量谐振子,每个谐振子会放出和吸收电磁波,原子的性质和谐振子一样,以给定的频率震荡。

2、黑体每个谐振子具有的能量是不连续的,且只能放出和吸收的能量是不连续的(某一能量值的整数倍)。

其中h为普朗克常数,

通过上述假设,普朗克推出了公式符和黑体辐射曲线。



热心网友 时间:2022-07-17 06:06

黑体辐射实验说明了任何物体,只要其温度在绝对零度以上。就会向周围发射辐射,这称为温度辐射,只要其温度在绝对0度以上,也要从外界吸收辐射的能量。
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