黑體輻射實(shí)驗(yàn)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-06-10 04:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 得出黑體的總輻射通量與黑體的絕對(duì)溫度T的四次方成正比，即：（Wm2）式中T為黑體的絕對(duì)溫度，δ為斯忒藩－玻耳茲曼常數(shù)：式中k為玻耳茲曼常數(shù)，h為普朗克常數(shù)，c為光速。由于黑體輻射是各向相同的，所以其輻射亮度與輻射度的關(guān)系為：于是，斯忒藩－玻耳茲曼定律的輻射亮度表達(dá)式為：（Wm－2sr）諾貝爾獎(jiǎng)獲得者維恩于1893年通過實(shí)驗(yàn)與理論分析，得到光譜亮度的最大值的波長與黑體的絕對(duì)溫度成反比： 式中：A為常數(shù)，A＝10－3（）。光譜亮度的最大值為： 隨溫度的升高，絕對(duì)黑體光譜亮度的最大值的波長向短波方向移動(dòng)。分析圖中曲線可以發(fā)現(xiàn)該曲線有如下特征：在任何確定的溫度下，黑體對(duì)不同波長的輻射本領(lǐng)是不同的。在某一波長λm處有極大值，說明黑體對(duì)該波長具有最大的單色輻出度。當(dāng)溫度升高時(shí)，極大值的位置向短波方向移動(dòng)，曲線向上抬高并變得更為尖銳。——普朗克輻射定律在實(shí)驗(yàn)測(cè)得黑體單色輻出度之后，擺在人們面前的一個(gè)饒有興趣的問題是： 怎樣來解釋實(shí)驗(yàn)上測(cè)得的M0（λ，T）λ曲線？怎樣從理論上求得絕對(duì)黑體單色輻出度的數(shù)學(xué)表達(dá)式？為此，在19世紀(jì)末許多物理學(xué)家作了巨大努力，從經(jīng)典熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)和電磁學(xué)的基礎(chǔ)上去尋求答案，但始終沒有獲得完全成功。1896年維恩根據(jù)經(jīng)典熱力學(xué)理論導(dǎo)出的公式只是在短波波長與實(shí)驗(yàn)曲線相符；1900年瑞利和瓊斯根據(jù)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)和經(jīng)典電磁學(xué)理論導(dǎo)出的公式只是在波長很長時(shí)不偏離實(shí)驗(yàn)曲線。他們的共同結(jié)論是，在波長比lmax短時(shí)，輻射能量將趨于無窮大。這顯然是荒謬的結(jié)果，在物理學(xué)歷史上，這一個(gè)難題被稱為“紫外災(zāi)難”?！白贤鉃?zāi)難”表明經(jīng)典物理學(xué)在解釋黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律上遇到了極大的困難，是19世紀(jì)末經(jīng)典物理學(xué)大廈上的兩朵烏云之一。顯然，如果事實(shí)不能被理論說明，那么理論存在缺陷，必須獲得重建。 1900年，對(duì)熱力學(xué)有長期研究的德國物理學(xué)家普朗克綜合了維恩公式和瑞利瓊斯公式，利用內(nèi)插法，引
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1