黑体辐射 先解释一下什么是“黑体”,再解释什么是“辐射”,最后详细说一下“黑体辐射,

黑体辐射 先解释一下什么是“黑体”,再解释什么是“辐射”,最后详细说一下“黑体辐射,
黑体辐射
先解释一下什么是“黑体”,
再解释什么是“辐射”,
最后详细说一下“黑体辐射,

黑体辐射 先解释一下什么是“黑体”,再解释什么是“辐射”,最后详细说一下“黑体辐射,
黑体:解释"黑体"一词由于有多种义项,可以有各种理解,特此分为以下几类.黑体 (中易黑体)Windows XP系统及之前版本中的默认黑体.通常被熟知为"黑体"的电脑字体其实是中易黑体
辐射:只要温度在绝对温度零度以上,都以电磁波的形式时刻不停地向外传送热量,这种传送能量的方式称为辐射.
任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领.辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布.这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射.为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体.
黑体辐射:所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射).显然自然界不存在真正的黑体,但许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上).
基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff),在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关.按照基尔霍夫辐射定律,在一定温度下,黑体必然是辐射本领最大的物体,可叫作完全辐射体.
普朗克辐射定律(Planck)则给出了黑体辐射的具体谱分布,在一定温度下,单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为
B(λ,T)=2hc2 /λ5 ·1/exp(hc/λRT)-1
B(λ,T)—黑体的光谱辐射亮度(W,m-2 ,Sr-1 ,μm-1 )
λ—辐射波长(μm)
T—黑体绝对温度(K、T=t+273k)
C—光速(2.998×108 m·s-1 )
h—普朗克常数,6.626×10-34 J·S
K—波尔兹曼常数(Bolfzmann),1.380×10-23 J·K-1 基本物理常数
由图2.2可以看出：
①在一定温度下,黑体的谱辐射亮度存在一个极值,这个极值的位置与温度有关,这就是维恩位移定律(Wien)
λm T=2.898×103 (μm·K)
λm —最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm)
T—黑体的绝对温度(K)
根据维恩定律,我们可以估算,当T～6000K时,λm 0.48μm(绿色).这就是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处.
当T～300K,λm～9.6μm,这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处.
②在任一波长处,高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度,不论这个波长是否是光谱最大辐射亮度处.
如果把B(λ,T)对所有的波长积分,同时也对各个辐射方向积分,那么可得到斯特番—波耳兹曼定律(Stefan-Boltzmann),绝对温度为T的黑体单位面积在单位时间内向空间各方向辐射出的总能量为B(T)
B(T)=δT4 (W·m-2 )
δ为Stefan-Boltzmann常数,等于5.67×10-8 W·m-2 ·K-4
但现实世界不存在这种理想的黑体,那么用什么来刻画这种差异呢?对任一波长,定义发射率为该波长的一个微小波长间隔内,真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比.显然发射率为介于0与1之间的正数,一般发射率依赖于物质特性、 环境因素及观测条件.如果发射率与波长无关,那么可把物体叫作灰体(grey body),否则叫选择性辐射体.

要了解什么是黑体辐射，就要先明白什么是热辐射。
我们周围的物体都在不断的辐射电磁波，这是由于分子或原子的热运动引起的，所以叫热辐射，物体在室温时热辐射电磁波的波长比较长，不能引起我们的视觉，但是温度如果在500度以上，它就能辐射可见光了。铁快烧热会变红，就是这个原理。
除了热辐射外，物体表面还会反射外界射来得电磁波。有的物体的反射能力比较小，在光线照射下看起来比别的东西看起来黑...

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要了解什么是黑体辐射，就要先明白什么是热辐射。
我们周围的物体都在不断的辐射电磁波，这是由于分子或原子的热运动引起的，所以叫热辐射，物体在室温时热辐射电磁波的波长比较长，不能引起我们的视觉，但是温度如果在500度以上，它就能辐射可见光了。铁快烧热会变红，就是这个原理。
除了热辐射外，物体表面还会反射外界射来得电磁波。有的物体的反射能力比较小，在光线照射下看起来比别的东西看起来黑一些，假设有一类这样的物体，完全不能反射电磁波，我们就称做为绝对黑体，简称黑体。
绝对黑体的热辐射的规律比较简单，在19世纪末许多人做了大量研究，黑体辐射的波长并不是单一的，它同时辐射各种波长的电磁波。不同波长的电磁波，它们的强度也不一样。随着温度的升高，一方面各种波长的辐射长度都有所增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，或者可以忽略的说，“温度越高，辐射的电磁波的波长越短。”{烧红的铁块如果继续升温，就会达到“白”热，这是因为温度升高后，在它的辐射光中，波长较短的如蓝光紫光所占的比率就会增加，更接近日光灯的各种颜色比例，因此看起来是白色的。

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