[理學(xué)]72經(jīng)典輻射定律_73普朗克輻射公式(編輯修改稿)
2024-11-15 00:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 個(gè)有效途徑。 ),(),( TfTM b ?? ?19 20 黑體的實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)：做一個(gè)閉合的空腔，表面 開一個(gè)小孔，小孔表面為模擬黑體表面 。 外套 鉑加熱器 熱電偶 黑體輻射 21 黑體輻射實(shí)驗(yàn)曲線 22 黑體輻射實(shí)驗(yàn)曲線 問題： 如何從理論上找到符合實(shí)驗(yàn)曲線的函數(shù)式 ？ 23 1 斯特藩 玻耳茲曼定律 428 Km ??? ?????斯特藩 玻耳茲曼常量 總輻出度 式中 0 1 000 2 000 )mW10/()( 314 ??TM ?nm/?可見光區(qū) 3 000 K 6 000 K m? ? ? ? ? 400 , TdTMTM b ??? ?? ??24 Wien位移定律 ： 1893年 Wien假設(shè)諧振子的能量 遵循 Boltzmann 分布律，認(rèn)為在一定溫度下黑 體輻射本領(lǐng)有一個(gè)最大值，在光譜中的位置由 決定。 103 m K ?Tm?m?25 bT ?m?峰值波長 Km 3 ??? ?b常量 ),( TM ??)( m??4 0 1 2 3 維恩位移定律指出 ：當(dāng)絕對黑體的溫度升高時(shí)，單色輻出度 最大值 向短波方向移動(dòng) . 26 說明： 上述兩條定律均可由熱力學(xué)理論導(dǎo)出。 ① 熱輻射的量值隨著溫度升高而迅速增加。熱輻射峰值波長隨溫度增加而向短波方向移動(dòng)。 ② 可以解釋熱輻射現(xiàn)象： T升高，顏色由暗淡向青白變化。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用很廣：如測溫度，遙感，紅外追蹤等。 測量行星表面溫度。 27 ? 問題： 如何從理論上找到符合實(shí)驗(yàn)曲線的函數(shù)式 ？ 黑體的經(jīng)典輻射定律及其困難 ),(),( TfTM b ?? ?28 ? ? Tb ecTM????? ??23,? ? Tcb ecTM ????? ?? 5 2, 維恩從假設(shè)氣體分子輻射的頻率 ν僅與其速度有關(guān)出發(fā)，得到與麥克斯韋速度分布律形式類似的公式 這個(gè)公式與實(shí)驗(yàn)曲線短波長處符合得很好，但在波長很長處與實(shí)驗(yàn)曲線相差較大。 29 — 金斯定律 (1900)： ? ? kTcTM b222, ??? ?KJk / 23???? ? kTcTM b 42,??? ?這個(gè)公式在波長很長處與實(shí)驗(yàn)曲線比較相近，但在短波區(qū)，按此公式， 將隨波長趨向于零而趨向無窮大的荒謬結(jié)果，即“紫外災(zāi)難”。 ),( TMb ?30 黑體的經(jīng)典輻射定律及其困難 ：在長波區(qū)，理 論與實(shí)驗(yàn)曲線符合得很好。但隨著頻率增大 或波長減小，理論與實(shí)驗(yàn)的差距越來越大。當(dāng) 波長 λ 趨于 0 時(shí)，能量趨于無窮大。這顯然
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