不论提问还是阅读这类问题的一定是24K纯理工男,今天我们就来聊聊黑体辐射这些事儿。
黑体辐射我们知道绝对零度是不可能实现的,因而任何物体都能够不断地吸收、反射和辐射电磁波,但是黑体不一样,以一种“来者不拒”的电磁波终结者的气势,将所有辐射来的电磁波通通吸收而并不反射,这种现象就叫黑体辐射。
值得注意的是黑体自身也能辐射电磁波。
黑体不是黑色的日常生活中,黑色的物体是最容易吸收可见光的,但是可见光只是电磁波的一种,黑体的颜色并不是黑色的,实际中绝对的黑体并不存在,因为任何物质多少都会反射一些电磁波的,太阳是一个天然的黑体近似体,因为太阳是一个气态的星球,对于电磁波的反射很小。
科学家为了研究黑体辐射方便,设计出了一种近似的黑体,这种黑体长下图这样:一个大的金属空腔,金属是可以屏蔽电磁波的,空腔表面开一个小洞,小洞面积远小于表面积,这样从小洞入口射入一束电磁波,这束电磁波就会在空腔内来回反射直至被全部吸收,这样就可认为是一个黑体。
正是研究这个物体的能量密度和入射电磁波频率的关系过程中发现了紫外灾变现象。
紫外灾变现象先后有好几位物理学大牛研究过黑体辐射,其中就有普朗克、维恩、瑞丽金斯等。
如下图所示,瑞丽金斯公式在长波段的外射线上和实验测量值吻合得很好,但是在计算短波段的时候,用此公式算出来的能量密度是趋于无穷大的,与实验测量偏差很大,这个事件当时就被称为紫外灾变。
实际上如果能量密度真的可以趋于无穷大也是很可怕的,一方面可能有益于人类,如应用在能源方面,另一方面还可能危害和平,如应用在武器领域。
我是核先生,今天的科普就到这里了,更多科普欢迎关注本号!
孤陋寡闻,还是首次听说黑体辐射
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