大学物理 3.绝对黑体的辐射定律 实验发现:物体的电磁辐射能力与吸收能力一致。 完全吸收体 黑体 理想发射体 定义两个物理量: e0(,T)—单色辐射本领 单位时间内,从物体表面单位面积上发射的波长 λ→>+dλ范围的辐射能与波长门d之比 de 0(,T)= d 第6页共41页
大学物理 第6页 共41页 3. 绝对黑体的辐射定律 实验发现：物体的电磁辐射能力与吸收能力一致。 黑体 完全吸收体 理想发射体 e0 (,T) —单色辐射本领： 单位时间内，从物体表面单位面积上发射的波长 → + d范围的辐射能与波长间隔d之 比 d d ( , ) 0 E e T = 定义两个物理量：
大学物理 E(T)一总辐射本领 单位时间内从物体表面单位面积上发射的各种 波长的总辐射能 E(T)=」a(,7)d元 0 测定黑体单色辐射本领按波长分布的实验装置 热电偶 绝对黑体 平行光管三棱镜 第7页共41页
大学物理 第7页 共41页 E0 (T) —总辐射本领： 单位时间内从物体表面单位面积上发射的各种 波长的总辐射能 ( ) (, )d 0 E0 T e0 T = T 绝对黑体 平行光管 三棱镜 测定黑体单色辐射本领按波长分布的实验装置
大学物理 实验曲线 e0(7,) 1700K 1500K 1300K 1100K 0123456 1/m 第8页共41页
大学物理 第8页 共41页 0 1 2 3 4 5 6 ( , ) e0 T / m 实验曲线
实验定律: 大学物理 ①斯忒潘一波尔兹曼定律 (T,n 4 Eo(=or T3>72>7 斯忒潘恒量: σ=567×108W,m2K4 ②维恩位移定律 A·T=b m 维恩常数: b=2.897×10-3m.K 第9页共41页
大学物理 第9页 共41页 维恩位移定律 m T = b 维恩常数： 2.897 10 m K 3 = − b 斯忒潘—波尔兹曼定律 4 0 E (T) =T 8 2 4 5.67 10 W m K − − − = 斯忒潘恒量： 实验定律： ( , ) e0 T O / m
大学物理 、经典物理的困难 从经典物理理论出发播c(4,7)函数表达式 1瑞利金斯公式t0(47)=C7Z 出发点:将能量按自由度均分原理用到电磁辐射上 长波与实验曲线吻合,短波相差很大 紫外灾难 2.维恩公式e0(,7)=C1t°e 出发点:将类似分子速率分布的规律用到电磁辐射上 短波与实验曲线接近,长波相差很大。 从经典理论出发推e0(T)公式的努力均遭失贴 第10页共41页
大学物理 第10页共41页 二、 经典物理的困难 从经典物理理论出发推导e0 (,T)函数表达式 从经典理论出发推 e0 (,T)公式的努力均遭失败 1. 瑞利——金斯公式 4 ( , ) 0 − e T = CT 长波与实验曲线吻合，短波相差很大 —— 紫外灾难 出发点：将能量按自由度均分原理用到电磁辐射上 2. 维恩公式 T C e T C e 2 5 0 1 ( , ) − − = 短波与实验曲线接近，长波相差很大。 出发点：将类似分子速率分布的规律用到电磁辐射上