物理课程/黑体辐射

黑体辐射

已经观察到，任何导体在传导电流时都会表现出以下现象

1. 温度变化
2. 辐射光或辐射热能

这被称为 黑体辐射

实验

将电压源与闭合回路中的导体连接。在不同的频率下测量电流值。I-f 图显示

观察

辐射热能是一种以速度 v = λ f 传播的波，在所有小于 fo 的频率 f 上，其能量水平为 E = m v²。在 fo 处，辐射热能达到峰值，以真空中的光速 v = C = 3 x 10⁸ 传播，其能量水平为 E = h fo。在任何大于 fo 的频率上，辐射热能对于所有频率 f > fo 保持不变，其能量水平为 E = h nfo

频率	速度	波长	能量
f < fo	v = λ f	λ = ${\frac {v}{f}}$	E = m v2
f = fo	v = C = λ fo	λ = ${\frac {C}{fo}}$	E = h fo
f > fo	v = C = λ nfo	λ = ${\frac {C}{nfo}}$	E = h nfo

总结

频率	速度	波长	能量
f < fo	v = λ f	λ = ${\frac {v}{f}}$	E = m v2
f = fo	v = C = λ fo	λ = ${\frac {C}{fo}}$	E = h fo
f > fo	v = C = λ nfo	λ = ${\frac {C}{nfo}}$	E = h nfo

1. 每个导体在阈值频率 fo 处都有最大吸收能量
2. 从任何导电材料辐射出来的辐射热能的光波具有粒子波二象性特征。有时它表现得像粒子，有时它表现得像波.
3. 对于 f > fo，能量是量子化的，并且只能具有频率的整数倍 E = h f
4. 计算短波长 $\lambda ={\frac {C}{f}}$