黑体辐射定律blaelbodyrdiationtheorem血录陕西师范大学物信院近代物理实验室
目 录 1 陕西师范大学物信院 近代物理实验室 blackbody radiation theorem
黑体的由来黑体任何物体，只要其温度超过了绝对零度，就会不断地向外辐射、吸收、发射电磁波，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，因而被称之为温度辐射，也叫热辐射。为了研究不依赖与物质体特性的热辐射规律，人为定义黑体5目录一作为热辐射研究中的标准物体黑体是一种完全的温度辐射体，即入射的电磁波全部被吸收，既没有反射也没有透射。任何非黑体所发出的辐射通量都小于同等温度条件下黑体所发出的辐射通量2
目 录 2 ➢ 任何物体，只要其温度超过了绝对 零度，就会不断地向外辐射、吸收、 发射电磁波，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 之为温度辐射，也叫热辐射。 1、黑体的由来 ➢ 黑体是一种完全的温度辐射体，即入射的电磁波全部被吸收，既 没有反射也没有透射。任何非黑体所发出的辐射通量都小于同等 温度条件下黑体所发出的辐射通量。 ➢ 为了研究不依赖与物质具体特性的热辐射规律，人为定义黑体— —作为热辐射研究中的标准物体。 黑体
2黑体辐射的研究历程2元V2紫外灾难！AkT瑞利-金斯公式VTEvr=ave-BvIT维恩公式普朗克利用内插法将适用于短波的维032元h普朗克公式恩公式和适用于长波的瑞魅利-金斯公式EvThvl(kT)_衔接起来，提出了一个新的公式CCo朗克公式新2目录金蜀公式公A黑体热辐射的理论与实验结果的比较3
目 录 3 2、黑体辐射的研究历程 2 2 2 E kT T c = 黑体热辐射的理论与实验结果的比较 瑞利-金斯公式 维恩公式 3 /T E e T − = 紫外灾难 ！ 普朗克公式 3 2 /( ) 2 1 T h kT h E c e = − 普朗克利用内插法将适用于短波的维 恩公式和适用于长波的瑞利-金斯公式 衔接 起来，提出了一个新的公式
2.黑体辐射的研究历程普朗克辐射定理开启量子力学的思想普朗克假说圆满地解释了绝对黑体的辐射规律。提出的全新概念一一自能量量子化，已成为现代物理理论的重要概念。普朗克由于提出了能量子假设和黑目录体辐射公式，为此获1918年诺贝尔物理学奖。普朗克，I
目 录 4 ➢ 普朗克辐射定理——开启量子力学的思想 普朗克假说圆满地解释了绝对黑体 的辐射规律。提出的全新概念——能量 量子化，已成为现代物理理论的重要概 念。 普朗克由于提出了能量子假设和黑 体辐射公式，为此获1918年诺贝尔物 理学奖。 2、黑体辐射的研究历程
3元黑体辐射三大定理黑体的光谱分布普朗克辐射定理光谱分布辐射能量强度与频率的分布关系EATSa'(ear-1)第一辐射常数C,=3.74×10-16（瓦×米2)目录Cz=1.4398×10-2（米×开尔文）第二辐射常数这一公式称为普朗克公式。它与实验结果符合得很好。5
目 录 5 3、黑体辐射三大定理 ➢ 黑体的光谱分布——普朗克辐射定理 ◆ 光谱分布——辐射能量强度与频率的分布关系 2 1 5 = ( -1) T C T C E e 16 1 C 3.74 10− = （瓦 米２） 第一辐射常数 这一公式称为普朗克公式。它与实验结果符合得很好。 2 2 C 1.4398 10− = （米 开尔文） 第二辐射常数
3黑体辐射三大定理黑体的光谱分布普朗克辐射定理71010010号101:010~2目录10~410501000.51.00.15波长（微米）普朗克公式理论预测曲线6
目 录 6 3、黑体辐射三大定理 ➢ 黑体的光谱分布——普朗克辐射定理 普朗克公式理论预测曲线
3元黑体辐射三大定理黑体的积分辐射一一斯特藩-波尔兹曼定律总辐射度与绝对温度四次方成正比：Er = [Eard=oT4目录 = 5.67×10-8 W/(m2.K4)斯特藩常数热辐射的功率随着温度的升高而迅速增加7
目 录 7 3、黑体辐射三大定理 ➢ 黑体的积分辐射——斯特藩-波尔兹曼定律 4 0 E E d T T T = = ◆总辐射度与绝对温度四次方成正比： 热辐射的功率随着温度的升高而迅速增加。 = 5.6710−8 W/(m2 K 4 ) 斯特藩常数
3元黑体辐射三大定理维恩位移定理（1893年）7光谱亮度最大值处所对应的波长与它的绝对温度成反比4max1常数A=2.897×10-m.K目录热辐射的峰值波长随着温度的增加而向着短波方向移动物体发出最大强度光的波长越短（越趋近于蓝白色），它的表面温度越高：前度最大的光的波长越长（看起开偏红），它的表面温度越低8
目 录 8 3、黑体辐射三大定理 ➢ 维恩位移定理(1893年) max A T = 3 A m K 2.897 10− = ◆光谱亮度最大值处所对应的波长 max 与它的绝对温度 成反比 T 热辐射的峰值波长随着温度的增加而向着短波方向移动。 物体发出最大强度光的波长越短（越趋近于蓝白色），它的表面温 度越高；前度最大的光的波长越长（看起开偏红），它的表面温度 越低 常数
思考题1）如何由普朗克定律推导出其他两条定律？2）如何来测定太阳表面温度？3）黑体辐射定律如何验证？目录9
目 录 9 4、思考题 3） 黑体辐射定律如何验证？ 1） 如何由普朗克定律推导出其他两条定律？ 2） 如何来测定太阳表面温度？