黑體輻射ppt課件(已修改)
2025-05-19 12:13 本頁面
【正文】 第十五章量 子 光 學(xué) 第十五章 量 子 光 學(xué) *在量子概念的提出中起關(guān)鍵性作用的物理效應(yīng) 黑體輻射 (Blackbody radiation) 光電效應(yīng) （ photoelectric effect） 康普頓效應(yīng) （ Compton effect） 一、 熱輻射 （ heat radiation） 實驗表明：一切物體均以電磁波的形式向外輻射能量。 熱輻射 ： 能量的輻射與溫度有關(guān)。 167。 151 黑體輻射 熱輻射的特點： ① 消耗物體的內(nèi)能而實現(xiàn)電磁波的輻射； ② 固體和液體在任何溫度下都可以進(jìn)行熱輻射； ③ 單位時間內(nèi)輻射的能量與波長、溫度以及物體的性質(zhì)有關(guān)； ④ 熱輻射的電磁波是連續(xù)的。 例：金屬在熔煉過程中；碳在燃燒過程中 溫度低于 800k時， 輻射能量分布在紅外長波區(qū)域。 高于 800k時， 輻射能量增加，并向短波方向變化， 逐漸進(jìn)入到可見光區(qū)域。 黑體輻射屬于熱輻射問題中的一部分。 可見光只是輻射電磁波中很窄的一部分。 平衡熱輻射 : 輻射和吸收的能量恰好相等時，物體和輻射場就處于溫度一定的平衡態(tài)，平衡態(tài)下的輻射稱為 平衡熱輻射 。 一個好的輻射體也是一個好的吸收體 單色輻出度： ???dTdETe ),(),( ?輻出度： ? ?? 0 ),()( ?? dTeTE單位時間、單位表面積上所輻射出的，在波長 附近單位波長間隔中的能量。 ?此時輻射輻出度與單色輻出度的關(guān)系為： 為了描述物體熱輻射的規(guī)律引入 輻出度和單色輻出度 單位時間、單位表面積上所輻射出的各種波長的輻射總能量，用 表示。 )(TE二、黑體的輻射定律 物體與物體之間存在輻射場，物體不僅能輻射電磁波，同時也能吸收照射到它表面的電磁波。當(dāng)吸收能量 和反射能量相等時，達(dá)到平衡。物體和輻射場處于同一溫度，這時物體和輻射場所處的狀態(tài)稱為平衡態(tài)。 入射總能量吸收能量?),( T??吸收比 反（輻）射比 入射總能量反射能量?),( T??1),(),( ?? TT ????對于非透明物體 （ 1）、物體的吸收與反射 實驗表明：不同的材料，輻射能力 和吸收能力不同。輻射能力強的物體吸收能力也強。 普適函數(shù) ),(),( ),(),( ),(),( ),(332211 TfTTeTTeTTe ?????????? ???? ? 在熱平衡下，任何物體的 單色輻出度 與 吸收比 之比應(yīng)相同，是一個與材料和形狀無關(guān)，僅與波長和溫度有關(guān)的普適函數(shù)。 可見，若某種物體的 1),( ?T??),(),(0 TfTe ?? ?例 不同材料、不同溫度的物體 A1 A2 A3 A1 A2 A3 經(jīng)過長時間后，達(dá)到熱平衡，溫度相同。 稱 該種物體 為絕對 黑體， 簡稱黑體 對于 黑體 即黑體的單色輻出度，就是所要尋找的普適函數(shù)。 用不透明材料制成的一空心容器，壁上開一小孔，可看成 黑體。 ( 2 )黑體 : 能在任何溫度下完全吸收輻射在它表面上的電磁波的物體。稱為 絕對黑體，簡稱 黑體 。 小孔表面也向外輻射能量，因為空腔內(nèi)壁每一點都可以作為次波源發(fā)出電磁波，由于電磁波的傳播和反射，會形成電磁駐波，其能量從小孔逸出，就形成黑體輻射。 例如： a、窯爐開的小孔 。 b、高樓上的窗口。 研究黑體輻射的目的就是為了找出黑體的單色輻出度，找出普適函數(shù)。 ),(),(0 TfTe ?? ? 在平衡態(tài)下，黑體輻射的能量僅是溫度和波長的函數(shù)，利用分光技術(shù)可測出一定溫度下的 單色輻出度的曲線 。 （ 3）、 黑體熱輻射的規(guī)律 實驗裝置 絕對黑體單色輻出度按波長分
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