任何物體,只要其溫度在絕對零度以上,就向周圍發射輻射,這稱為溫度輻射。 只要其溫度在絕對零度以上,也要從外界吸收輻射的能量。
基本介紹
實驗原理
任何物體,只要其溫度在絕對零度以上,就向周圍發射輻射,這稱為溫度輻射; 只要其溫度在絕對零度以上,也要從外界吸收輻射的能量。處在不同溫度和環境下的物體,都以電磁輻射形式發出能量,而黑體是一種完全的溫度輻射體,即任何非黑體所發射的輻射通量都小於同溫度下的黑體發射的輻射通量;並且,非黑體的輻射能力不僅與溫度有關,而且與表面的材料的性質有關,而黑體的輻射能力則僅與溫度有關。在黑體輻射中,存在各種波長的電磁波,其能量按波長的分布與黑體的溫度有關。
黑體輻射定律
1900年,對熱力學有長期研究的德國物理學家普朗克綜合了維恩公式和瑞利-瓊斯公式,利用內插法,引入了一個自己的常數,結果得到一個公式,而這個公式與實驗結果精確相符,它就是普朗克公式,即普朗克輻射定律。此定律用光譜輻射度表示。
第一輻射常數C1 =2πhc2= 3.74×10-16 (瓦×米2)
第二輻射常數C2 =hc/K=1.4398´10-2(米×開爾文)
黑體的頻譜亮度隨波長的變化關係曲線圖。每一條曲線上都標出黑體的絕對溫度。 與諸曲線的最大值相交的對角直線表示維恩位移線 。
維恩位移定律
即光譜亮度的最大值的波長λ,與它的絕對溫度T成反比:λmax=A/T
而A為一常數,即維恩常數,A=2.896´10-3 (米×開爾文)
L max=4.10T5´10-6(瓦特/米3.球面角.開爾文5)
隨溫度的升高,絕對黑體光譜亮度的最大值的波長向短波方向移動。