指在熱力學平衡狀態(tài)下,由任意溫度下的物質(zhì)發(fā)射出的電磁波輻射。它是經(jīng)典物理學、相對論物理學和量子力學交叉研究的重要課題之一。
1.黑體輻射是什么:
黑體輻射是指完美吸收所有射入它內(nèi)部的輻射能,并以最大可能強度輻射全部吸收的能量形式。經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn),任何物體都會發(fā)射輻射,其輻射強度與物體溫度有關(guān),且隨溫度升高而增強。
2.黑體輻射公式:
為了描述黑體輻射現(xiàn)象,熱力學上通常采用普朗克公式和斯蒂芬-玻爾茲曼定律來表述。其中,普朗克公式規(guī)定輻射強度應(yīng)該是頻率和溫度的函數(shù),而斯蒂芬-玻爾茲曼定律則給出了具體的表達式。
3.黑體輻射四大定律:
1. 基爾霍夫定律:每個頻率下輻射出去的能量與輻射進來的能量相等。
2. 細致平衡定律:達到熱力學平衡后,各頻率下的輻射強度不再發(fā)生變化。
3. 普朗克定律:描述單位面積、單位時間、單位固角范圍內(nèi)的輻射強度。
4. 斯蒂芬-玻爾茲曼定律:給出了單位面積輻射所含總能量與溫度的關(guān)系。