
1.黑體:如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射,這種物體就是絕對(duì)黑體,簡稱黑體(blackbdy)
注意:黑體是一種理想化模型,在自然界中并不存在完全理想的黑體
2. 黑體輻射:黑體雖然不反射電磁波,卻可以向外輻射電磁波,這樣的輻射叫作黑體輻射(blackbdy radiatin)
3. 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)
這可能反映了某種具有普遍意義的客觀規(guī)律,必須理論研究!??!
二. 黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律
1.隨著溫度的升高,各種波長的電磁波,輻射強(qiáng)度都有增加
2.隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)
1)電磁波來自變化的電磁場,從而產(chǎn)生電磁輻射。應(yīng)該依據(jù)熱學(xué)和電磁學(xué)的知識(shí)來尋求黑體輻射的理論解釋。
2).德國物理學(xué)家維恩在 1896 年提出了輻射強(qiáng)度按波長分布的理論公式。維恩公式在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)非常接近,在長波區(qū)則與實(shí)驗(yàn)偏離較大
3)英國物理學(xué)家瑞利在1900 年,提出了輻射強(qiáng)度按波長分布的瑞利公式。瑞利公式在長波區(qū)與實(shí)驗(yàn)基本一致,但在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重不符。
黑體輻射與“紫外災(zāi)難”
邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)結(jié)果和以太漂移說相矛盾
4).1900年10月,普朗克提出量子化理論,給予黑體輻射以完美的解釋
三.能量子(普朗克的量子化理論)
2. 普朗克的量子化理論
普朗克認(rèn)為:物體發(fā)射或吸收的能量不是連續(xù)的,而是一份一份的。每一份叫做一個(gè)能量子,每一個(gè)能量子的能?=hγ
h~普朗克常量 γ~ 電磁波的頻率
例1 關(guān)于黑體輻射電磁波的強(qiáng)度與波長的關(guān)系,圖4-1-1中正確的是( ) 圖4-1-1
[解析] 黑體輻射電磁波的強(qiáng)度與溫度有關(guān),溫度越高,輻射強(qiáng)度越大.隨著溫度的升高,黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng),故B正確.
例2 螢火蟲是一種能發(fā)光的小昆蟲,我國古代有人叫它“夜照”.螢火蟲主要生活在樹叢中、小河邊.夏天的夜晚,它在空中飛來飛去,尾部那黃綠色的光點(diǎn)一閃一閃的,像一盞盞小燈籠.通常情況下燈泡只有10%的功率用以發(fā)光,其余的90%全都轉(zhuǎn)化成熱浪費(fèi)了.而螢火蟲卻不發(fā)熱,可以使其功率全部用以發(fā)光.若螢火蟲發(fā)光的功率P=0.01 W,設(shè)其發(fā)光向四周均勻輻射,平均波長λ=10-6 m,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3×108 m/s.求:(1)螢火蟲每秒鐘輻射的光子數(shù);(2)在距離熒燭為d=1.0×104 m處,每秒鐘落在垂直于光線方向1 cm2面積上的光子數(shù).
[答案] (1)5×1016個(gè) (2)4×103個(gè)
1.(熱輻射的規(guī)律)圖4-1-2為黑體輻射電磁波的強(qiáng)度與波長的關(guān)系圖像,從圖像可以看出,隨著溫度的升高,則( )A.各種波長的輻射強(qiáng)度都有減少B.只有波長短的輻射強(qiáng)度增加C.輻射強(qiáng)度的極大值向波長較長的方向移動(dòng)D.輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)
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