物理文化与施郁世界线.
评述科学的思想、方法、历史、人物乃至极少有人知晓的有趣故事, 传播科学精神, 弘扬科学文化, 尤其属于物理的相关文化, 由施郁教授主持, 内容主要以本人文章为主。
作者丨施郁
热辐射
物体保持一定即温度, 达到热平衡时的电磁辐射, 简称辐射是各种频率的电磁波的混合体, 而且能量分布跟物质结构之间没有关联的, 就被叫做热辐射。温度不会太高的时候, 辐射基本上都是看不见的, 随着温度变得越来越高, 物体会发红, 到温度更高之时, 物体则会发白。辐射掉落在物体上, 拥有反射与吸收, 物体的自身还发射辐射。热辐射的研究定然需要结合电磁学与热力学还有统计物理。
黑体颜色随温度的变化第一考试网，横坐标的单位是绝对温度。
一八五九年, 基尔霍夫提出热辐射的基尔霍夫定律: 物体的发射本领与吸收本领之比只取决于温度和频率, 是一个与物体无关的普适量。某个频率的发射本领是单位时间单位面积发射的该频率辐射的能量谱密度。可以证明, 发射本领等于辐射本身的能量谱密度乘以四分之一的光速。它对于频率的积分给出单位时间单位面积发射的总能量。吸收本领则是单位时间落在物体单位面积上的辐射被吸收的比例。
吸收本领为1的物体被称作黑体, 意即黑体仅有吸收与发射特质, 没有反射属性, 如此将基尔霍夫定律应用于黑体, 所得普适量就是对应这个频率的黑体辐射能量谱密度乘以1/4的光速, 实验里直接测量的是辐射强度, 也就是单位时间单位面积单位立体角所涉及的辐射能量谱密度, 它等于发射本领除以π, 同样还是黑体辐射能量谱密度却乘光速再让4π作分母。
1879年, 斯特番（Josef）给出一个经验规律, 一个物体在每单位时间单位面积上发出的总能量正比于对应温度的4次方, 这个经验规律存有缺陷, 唯有黑体才符合对应的这个规律。
1881年这天, 兰利得出发现——在太阳那种光谱里, 温度最高最热怪的那部分不是红色该叫啥, 居然是橙色的。
1884年, 玻尔兹曼（）从理论上证明黑体满足斯特藩的定律。
1893年, 维恩 Wien从理论上提出, 辐射的频率乘以温度的函数, 等于频率的三次方乘以即正比于辐射强度的辐射能量谱密度, 由此验证斯特番定律, 并推导出维恩位移定律: 对应波长与温度的, 辐射强度作为波长的函数, 最大值对应波长与温度的乘积, 这一乘积在给定温度下是一个常数。
黑体辐射的辐射强度的几个公式的这几者的比较上, 普朗克（）这个公式与对应实验完全达成一致。
1895至1901年, 卢默（Otto）、普林舍姆（Ernst）、库尔班（）、鲁本斯（）测量了黑体辐射在各不同频率下的对应辐射强度, 给出了该辐射强度对频率的确切依赖关系, 且该关系与温度明确有关, 并切实证明了维恩定律。
斯特拉特（John）也就是瑞利勋爵（Lord）在1900年6月, 运用每条自由度平均动能计为RT/2N的能量均分定理, 其中T为对应温度, R则是理想气体常数, N算是阿伏伽德罗常数, 之后世人将R/N定义作玻尔兹曼常数。斯特拉特他们如此这般操作, 最终得到了与辐射强度呈正比的能量谱密度。而且这个东西, 换成波长来讲的话, 它与温度除以波长的四次方呈正比, 换成频率来讲的话, 它则是温度乘频率的平方, 这个事务必记牢别搞错。但对于短波长也就是高频率的情况而言, 这个实际为理论的分析结果和实验测得的数据之间, 偏离是很大很大, 这一点绝对不能够忽略呀。为了消除这个紫外灾难高中物理黑体高中物理黑体，他乘上指数衰减因子。