详细说说黑体问题(辐射)是指什么
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解决时间 2021-01-29 15:11
- 提问者网友:龅牙恐龙妹
- 2021-01-28 20:44
详细说说黑体是什么。。先说
最佳答案
- 五星知识达人网友:廢物販賣機
- 2021-01-28 21:36
黑体辐射指黑体发出的电磁辐射。
黑体不仅仅能全部吸收外来的电磁辐射,且发射电磁辐射的能力比同温度下的任何其它物体强。
黑体辐射能量按波长的分布仅与温度有关。
对于黑体的研究,使得自然现象中的量子效应被发现。
或许我们换一个角度来说:
所谓黑体辐射其实就是当地的状态光和物质达到平衡所表现出的现象:物质达到平衡,所以可以用一个温度来描述物质的状态,而光和物质的交互作用很强,而如此光和光之间也可以用一个温度来描述(光和光之间本身不会有交互作用,但光和物质的交互作用很强)。而描述这关系的便是普朗克分布(Plank distribution)。
而在现实上黑体辐射是不存在的,只有非常近似(好比在一颗恒星之中)。
举个例来说,我们观测到宇宙背景辐射(CMBR),对应到一个约3K的黑体辐射,
这暗示宇宙早期光是和物质达到平衡的。而随著时间演化,温度慢慢降了下来,但function的form却留了下来(还是blackbody)。(频率和温度的效应抵销)
黑体又称为绝对黑体,它能够吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射。换句话说,黑体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1,透射系数为0。但黑体不见得就是黑色的,即使它没办法反射任何的电磁波,它也可以放出电磁波来,而这些电磁波的波长和能量则全取决于黑体的温度,不因其他因素而改变。当然,黑体在700K以下时看起来是黑色的,但那也只是因为在700K之下的黑体所放出来的幅射能量很小且幅射波长在可见光范围之外罢了!若黑体的温度高过上述的温度的话,黑体则不会再是黑色的了,它会开始变成红色,并且随著温度的升高,而分别有橘色、黄色、白色等颜色出现。
黑体一词是在1862年由柯西荷夫所命名并引入热力学内,黑体所幅射出来的光线则称做黑体幅射。
细节
在实验室内,研究者们可以模拟最靠近黑体的设备是大型空腔表面所开的一个小洞。只要有光线射向这个小洞,光线便会在空腔内反射或者被空腔内的墙壁所吸收,而只剩下微乎极微的光线可以再由洞口射出,亦即入射的光线几乎都被吸收了,而没有反射。如此,这个小洞就有如一个黑体一般,而且当空腔开始加热以热,小洞发出来的幅射所形成的光谱将会是连续的且和空腔材质无关。依据柯西荷夫定理,光谱的图形只和空腔的温度有关,而和其他因素没有关系。
黑体不仅仅能全部吸收外来的电磁辐射,且发射电磁辐射的能力比同温度下的任何其它物体强。
黑体辐射能量按波长的分布仅与温度有关。
对于黑体的研究,使得自然现象中的量子效应被发现。
或许我们换一个角度来说:
所谓黑体辐射其实就是当地的状态光和物质达到平衡所表现出的现象:物质达到平衡,所以可以用一个温度来描述物质的状态,而光和物质的交互作用很强,而如此光和光之间也可以用一个温度来描述(光和光之间本身不会有交互作用,但光和物质的交互作用很强)。而描述这关系的便是普朗克分布(Plank distribution)。
而在现实上黑体辐射是不存在的,只有非常近似(好比在一颗恒星之中)。
举个例来说,我们观测到宇宙背景辐射(CMBR),对应到一个约3K的黑体辐射,
这暗示宇宙早期光是和物质达到平衡的。而随著时间演化,温度慢慢降了下来,但function的form却留了下来(还是blackbody)。(频率和温度的效应抵销)
黑体又称为绝对黑体,它能够吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射。换句话说,黑体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1,透射系数为0。但黑体不见得就是黑色的,即使它没办法反射任何的电磁波,它也可以放出电磁波来,而这些电磁波的波长和能量则全取决于黑体的温度,不因其他因素而改变。当然,黑体在700K以下时看起来是黑色的,但那也只是因为在700K之下的黑体所放出来的幅射能量很小且幅射波长在可见光范围之外罢了!若黑体的温度高过上述的温度的话,黑体则不会再是黑色的了,它会开始变成红色,并且随著温度的升高,而分别有橘色、黄色、白色等颜色出现。
黑体一词是在1862年由柯西荷夫所命名并引入热力学内,黑体所幅射出来的光线则称做黑体幅射。
细节
在实验室内,研究者们可以模拟最靠近黑体的设备是大型空腔表面所开的一个小洞。只要有光线射向这个小洞,光线便会在空腔内反射或者被空腔内的墙壁所吸收,而只剩下微乎极微的光线可以再由洞口射出,亦即入射的光线几乎都被吸收了,而没有反射。如此,这个小洞就有如一个黑体一般,而且当空腔开始加热以热,小洞发出来的幅射所形成的光谱将会是连续的且和空腔材质无关。依据柯西荷夫定理,光谱的图形只和空腔的温度有关,而和其他因素没有关系。
全部回答
- 1楼网友:大漠
- 2021-01-28 22:53
任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。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,因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体。
所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射)。黑洞也许就是理想的黑体.
基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff),在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关。按照基尔霍夫辐射定律,在一定温度下,黑体必然是辐射本领最大的物体,可叫作完全辐射体。
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 ·1/exp(hc/λRT)-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...
任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。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,因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体。
所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射)
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