什么是黑体辐射?对量子学的 研究有什么贡献?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/27 07:20:34
什么是黑体辐射?对量子学的 研究有什么贡献?
什么是黑体辐射?对量子学的 研究有什么贡献?
什么是黑体辐射?对量子学的 研究有什么贡献?
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).显然自然界不存在真正的黑体,但许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上).
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.
德国物理学家普朗克1900年为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释上 的困难,创立了物质辐射（或吸收）的能量只能是某一最小能量单位（能量量子）的整数倍的假说,即量子假说,对量子论的发展有重大影响.在热力学和统计物理学方面,如关于热力学定律的表述、非平衡态理论等,都有一定贡献.当时他为了推导出一个与实验结果相符合的黑体辐射公式,普朗克把黑体辐射看作是带电谐振子振动时释放的能量,并假设这些谐振子的能量不能连续变化,而只能取一些分立值,如果振子的固有频率为v则它们只能量最小能量ε0=hv（h表示普朗克常数,物理学中普适常数之一,其数值为6.62×34-34焦耳·秒.）的整数倍：ε0,2ε0,3ε0,…,nε0…,这些分立的能量值称为谐振子的能级.能量的变化竟然是不连续的,这不仅对古典物理理论是离经叛道的,而且也为常识所不容.量子论的出现,物理学界最初的反应是极其冷淡的.人们只承认普朗克那个同实验一致的经验性的辐射公式,而不承认他的理论性的量子假说.在当时的环境下,就连普朗克本人也对自己的冒昧行动惴惴不安,甚至一有机会就想倒退到古典立场.用他的话说,这“完全是一种孤注一掷的行动”,“由于当时考虑到这个问题对于物理具有根本的重要性”,“必须不惜任何代价去找出理论解释.”