试简述黑体辐射的几个定律(“黑体辐射定律”是什么?)

“黑体辐射定律”是什么?任何物体都具有持续辐射、吸收和发射电磁波的能力。辐射的电磁波在每个波段都不一样,也就是有一定的频谱分布。这种光谱分布与物体本身的特性及其温度有关,所以称为热辐射。为了研究不依赖

试简述黑体辐射的几个定律(“黑体辐射定律”是什么?)

“黑体辐射定律”是什么?

任何物体都具有持续辐射、吸收和发射电磁波的能力。辐射的电磁波在每个波段都不一样,也就是有一定的频谱分布。这种光谱分布与物体本身的特性及其温度有关,所以称为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物理性质的热辐射规律,物理学家定义了一个理想物体————体,作为热辐射研究的标准物体。所谓黑体,就是入射的电磁波被完全吸收,既不反射也不透射(当然黑体还是向外辐射)。黑洞可能是理想的黑体。基尔霍夫公司。;辐射定律。热平衡状态下物体辐射的能量与吸收的能量之比,与物体本身的物理性质无关,只与波长和温度有关。根据基尔霍夫 s辐射定律,在一定温度下,黑体一定是辐射能力最大的物体,可以称之为完全辐射体。普朗克公司辐射定律给出了黑体辐射的具体光谱分布。在一定温度下,黑体在单位时间、单位立体角、单位波长区间内单位面积辐射的能量为B(λ,t) = 2hc2/λ 5.1/exp (HC/λ rt)-1b (λ,t)-黑体的光谱辐射亮度(w,微米-1)黑体的光谱发射率M(λ,t)与波长、热力学温度的关系式:M = C1/[λ5(exp(C2/λt)-1],其中C1 = 2π HC 2,C2 = HC/1λ-辐射波长(微米)T-黑体绝对温度(K,T = t273k)C-光速(2.998×108m·s-1)H-Planck常数,6.626×10-34j·s·K-Bolfzmann常数,1.380×10-23j·K-1·K-1基本物理常数见图2.2(缺失):①在某一温度下,黑体的光谱辐亮度存在一个极值,以及这个极值的位置这是维恩 s位移定律(Wien),λ m t = 2.898× 103(微米k),λm——黑体光谱辐射亮度最大时的波长(微米),T——黑体的绝对温度(k)。根据维恩 s定律,我们可以估算出T ~ 6000 K时λ m ~ 0.48微米(绿色),这是太阳辐射的近似最大光谱辐亮度。当t ~ 300 k,λ m ~ 9.6微米时,这是地球物体辐射中近似的最大光谱辐射亮度。②在任何波长下,高温黑体的光谱辐亮度绝对大于低温黑体,无论该波长是否为最大光谱辐亮度。如果B(λ,t)对所有波长和所有辐射方向积分,那么Stefan-Niels bohr定律可得,绝对温度为t的黑体单位时间在空间各个方向辐射的总能量为b(t)b(t)=δT4(w·m-2)δ为Stefan-Boltzmann。等于5.67×10-8 w·m-2·k-4,但是现实世界中并没有这样的理想黑体,那么用什么来形容这种差异呢?对于任何波长,发射率定义为在该波长的微小波长区间内,同一温度下,真实物体的辐射能与黑体的辐射能之比。显然,发射率是一个介于0和1之间的正数。一般来说,发射率取决于材料特性、环境因素和观测条件。如果发射率与波长无关,那么这个物体可以称为灰体,否则称为选择性辐射体。