黑体辐射

时间:2024-08-26 11:37:54编辑:小松

黑体辐射的公式是什么?其中几个参量具体是多少啊?

黑体辐射的公式可以在百科上可以查到的,可以有两种表达式关于频率v或者波长λ,可以等价转化。表达式的含义是能量随频率或波长的分布规律,具体来说表达式是一个概率分布函数,Edν表示分布在ν到ν+dν范围内的能量。如果把Edν在整个负无穷到正无穷积分就得到总的能量。
其中的常数参量有光速,波尔兹曼常量(K=1.38×10^-23J·K)。


黑体辐射强度与波长关系图

黑体辐射强度与波长关系图

1. 引言


黑体辐射是一种最基本的辐射现象,它是指一种没有反射和透射的物体向外发射的全部辐射能量。根据普朗克定律,黑体辐射的强度与波长之间存在一定的关系。本文将对黑体辐射强度与波长关系图进行探究和分析。


2. 黑体辐射强度与波长的关系


根据普朗克定律,黑体辐射的能量密度与波长的关系为$u(\\lambda,T) = \\frac{8\\pi hc\\lambda^{-5}}{e^{hc/\\lambda k_B T}-1}$,其中$h$为普朗克常数,$c$为光速,$k_B$为玻尔兹曼常数,$T$为黑体的温度。可以看出,当波长较短时,能量密度较大,波长越短,能量密度越大。另外,随着温度的升高,图像整体上升,且低波长处的辐射强度增加速度较快。


3. 应用


黑体辐射的研究在光学、天文学、大气物理学等领域有着很重要的应用。例如,在制造光源时,可以利用黑体辐射的原理,选择合适的材料和温度,使辐射能量匹配所需的波长范围。在大气物理学中,可以利用黑体辐射的原理,推断大气中的温度和组成。


4. 实验方法


测量黑体辐射强度与波长关系通常使用分光计进行。首先,利用氢和氦光谱管校准分光计的刻度;其次,通过实验测量黑体辐射强度与波长的关系,并记录相应的数据;最后,根据数据绘制黑体辐射强度与波长关系图。


5. 结论


根据普朗克定律和黑体辐射强度与波长关系图,可以看出,黑体辐射强度与波长之间存在密切的关系。随着波长的减小,黑体辐射强度越高。此外,温度是影响黑体辐射强度的重要因素。黑体辐射的研究在实际应用中有着广泛的应用,例如在光源制造、天文学、大气物理学以及其他领域。



本篇文章深入浅出地介绍了黑体辐射强度与波长关系,对黑体辐射的研究有着一定的参考价值。在实际应用中,需要结合具体情况进行研究和探索,以得到更准确、更有用的结论。


黑体辐射的三个公式

用波长表示1.维恩公式Mλ(λ,T)=C1λ−5e−C2λT其中 C₁=2πhc²,C₂=hc/k, C 为光速,k为玻耳兹曼常数2.瑞利-金斯公式Mλ(λ,T)=2πckTλ43.普朗克公式Mλ(λ,T)=2πhc2λ51ehcλkT−1维恩(Wien)位移定律维恩(Wien)位移定律对应一定温度T的M( λ,T)曲线有一最高点,位于波长λmax处。温度T越高,辐射最强的波长 λ越短,即从红色向蓝紫色光移动.这对于高温物体的颜色由暗红逐渐转向蓝白色的事实. 在研究工作中,可以从实验上测量不同温度下M( λ,T)曲线峰值所对应的波长λmax与温度T之间的定量关系,也可以利用经典热力学从理论上进行推导. 历史上德国物理学家维恩于1893年找到了λmax与T之间的关系如果用数学形式描述这一实验规律,则有:即光谱亮度的最大值的波长λmax与它的绝对温度T成反比:随温度的升高,绝对黑体光谱亮度的最大值的波长向短波方向移动。由于辐射光谱的性质依赖于它的温度,我们可以用分析辐射光谱的办法来估计诸如恒星或炽热的钢水等一类炽热物体的温度。热辐射是连续谱,眼睛看到的是可见光区中最强的辐射频率。某种物质在一定温度下所辐射的能量分布在光谱的各种波长上,它给人们提供了某一辐射体用作光源或加热元件的功能,但它们本身并非黑体。请注意,一般辐射源所辐射的光谱(能量按波长分布曲线)依赖于辐射源的组成成分,但对于黑体,不论它们的组成成分如何,它们在相同温度下均发出同样形式的光谱。

黑体辐射三大定律

黑体辐射三大定律:普朗克辐射定律,维恩位移定律,斯忒藩波尔兹定律。1、普朗克辐射定律黑体辐射定律是德国物理学家普朗克(Max Planck)于1900年所创的。普朗克辐射定律,是公认的物体间热力传导基本法则,认为单位面积单位时间辐射功率和温度的四次方成正比,比值是5.67×10-8 W·m^-2 ·K^-4。虽然有物理学家怀疑此定律在两个物体极度接近时不能成立,但始终无法证明和提出实证。美国麻省理工学院(MIT)2009年7月30日宣布,该校动力工程学华裔教授陈刚与其团队的研究,首次打破“黑体辐射定律”的公式,证实物体在极度近距时的热力传导,可以高到定律公式所预测的一千倍之多。2、维恩位移定律黑体光谱辐射出射度MU 随波长连续变化,某一辐射温度下对应的一条曲线有一个极大值,即该辐射温度下黑体的峰值辐射出射度,峰值所对应的波长叫峰值波长)。对于连续曲线,由数学知识可知,对其求导并令其为零,可求出曲线的极值点。3、斯忒藩波尔兹定律黑体的辐射特性只与黑体的绝对温度有关。各条曲线彼此不相交,温度越高,在所有波长上的光谱辐射出射度也越大。反之亦然。由积分概念可知,图1中每条曲线下的面积代表黑体在给定温度下总的辐射出射度。

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