14-3 黑体辐射定律

黑体的
波长
光谱辐射力
Eb
C1 5
eC2 (T ) 1
热力学温度
C1= 3.742×10-16Wm2
C2 = 1.439×10-2 mK
5
黑体辐射定律的关系
维恩公式
Eb
C1 5
eC2 /T
无(-1)
普朗克定律
维恩位移定律
Eb
C1 5
eC2 (T ) 1
求极值
mT 2.8976103m K
积 分
斯忒藩-玻尔兹曼定律
Eb T 4
6
兰贝特定律
兰贝特定律(Lambert’s Law)： 漫发射体 漫发射+漫反射=漫射体
黑体的辐射强度与方向无关，半球空间各方向上的辐射强度都相等。
又称为余弦定律。
L L 常数
E L( ) cos En cos
E E( )d L cos sindd L
黑体辐射定律
黑体辐射研究历史
牛顿
1672
诺比利
1830
基尔霍夫
基尔霍夫
1859
普法战争
1870
斯忒藩-玻尔兹曼
1879
1884
牛顿研究 基于热电效应 基尔霍夫定律 发展钢铁 太阳分光 的热辐射计 绝对黑体(1862) 需要测温
2
Hale Waihona Puke Baidu
通过实验和理论证明 斯忒藩-玻尔兹曼定律
斯忒藩-玻尔兹曼定律
斯忒藩-玻尔兹曼定律(Stefan-Boltzmann Law)：
1896
瑞利-金斯
1900
Eb C1 e5 -C2 /T
普朗克
1900.12.14
发明精密 维恩位移定律 半经验的 测辐射热计 mT 2.8976103m K 维恩公式
4
采用经典理论推导 普朗克定律 导致“紫外灾难” 量子力学诞生
普朗克定律
普朗克定律(Planck’s Law)：
温度愈高，同一波长下的光谱辐射力愈大； 黑体的光谱辐射力随着波长连续变化，在某一波长具有最大值； 随着温度升高，峰值波长越来越小。
2
2
辐射力
辐射强度
7
Thank You！
8
黑体的辐射力与热力学温度T的四次方成正比，又称四次方定律。 相关推论：
• 黑体热辐射随着温度上升快速增强。 • 通过测量黑体热辐射可计算温度。
黑体辐射力 Eb T 4 热力学温度
斯忒藩-玻尔兹曼常数 =5.67 10-8W / m2 K 4
3
黑体辐射研究历史
兰利
1881
维恩
基尔霍夫
1893