黑体辐射

黑体是一种大家可能不太熟悉的物质，为了能够更好的让我们大家去理解黑体这种物质，接下来学大教育的专家们就为我们的同学们带来了黑体辐射的一些相关知识。希望这些知识对于我们大家去理解黑体辐射可以带来一些帮助。

黑体是一种理想的物质;它能百分百吸收射在它上面的辐射而没有任何反射;使它显示成一个完全的黑体。在某一特定温度下。黑体辐射出它的最大能量。称为黑体辐射。 一定温度下黑体辐射包括各种波长的一定能量。因此，标准黑体的辐射曲线是一定的。19世纪的物理学家要解析黑体辐射曲线，但几乎都失败了。只有马克斯·普朗克用电子具有的振动能量是不连续的，才能很好解析黑体辐射的曲线。说明了量子力学是正确的。

黑体受热以电磁波的形式向外辐射能量，是一种理想物体的热辐射(见热传递)。

所谓黑体是指能够全部吸收入射的任何频率的电磁波的理想物体，实际上黑体是不存在的。但可以用某种装置近似地代替黑体。一个带有小孔的空腔，并且小孔对于空腔足够小，不会妨碍空腔内的平衡。通过小孔射入空腔的所有频率的电磁波经腔内壁多次反射后，几乎全部被吸收，再从小孔射出的电磁波极少。所以，可以将空腔上的小孔近似地看成黑体。

在温度T下,空腔壁也跟其他固体一样，不断辐射电磁波，腔内形成一辐射场，经过一定时间，腔内的辐射场与腔壁达到了热平衡。这时平衡辐射的性质只依赖于温度，与腔壁的其他性质无关。由于小孔是腔上的一部分，也处于同样的温度，因此，小孔的辐射性质就代表了空腔内的辐射性质。

可以证明，黑体单位表面积单位时间发出的总辐射能量,即辐射通量密度(又称辐射出射度)M,与辐射场总能量密度ω之间的关系

普朗克辐射定律(Planck)则给出了黑体辐射的具体谱分布，在一定温度下，单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为

B(λ，T)=2hc2 /λ5 /exp(hc/λKT)-1

B(λ，T)—黑体的光谱辐射亮度(W·m^-2·Sr^-1·μm^-1 )

黑体光谱辐射出射度M(λ，T)与波长、热力学温度之间关系的公式：

M=c1/[λ^5(exp(c2/λT)-1)]，其中c1=2πhc^2,c2=hc/k.

黑体能量密度公式：

E*dν=c1*v^3*dv/[exp(c2*v/T)-1)]

E*dv表示在频率范围(v,v+dv)中的黑体辐射能量密度。

λ—辐射波长(μm)

T—黑体绝对温度(K、T=t+273k)

C—光速(2.998×10m·s )

h—普朗克常数， 6.626×10 J·S

K—波尔兹曼常数(Bolfzmann)， 1.380×10J·K基本物理常数

由图2.2(缺)可以看出：

①在一定温度下，黑体的谱辐射亮度存在一个极值，这个极值的位置与温度有关， 这就是维恩位移定律(Wien)

λm T=2.898×10(μm·K)

λm —最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm)

T—黑体的绝对温度(K)

根据维恩定律，我们可以估算，当T～6000K时，λm ～0.48μm(绿色)。这就是太阳辐射中大致的最大谱黑体辐射辐射亮度处。

黑体辐射的一些相关的内容已经总结好送给我们的同学们了，希望我们的同学们可以认真的去面对这些知识，这样我们大家才能掌握。