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物理课程/辐射/黑体辐射

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黑体辐射

人们观察到,任何导体在导电时都会表现出以下现象:

  1. 温度变化
  2. 辐射光或热能

这被称为黑体辐射

实验

将电压源与导体连接成闭合回路。测量不同频率下的电流值。I-f 图表明:

观察结果

热辐射能是以波的形式传播的,其速度为 v = λf,在所有小于 fo 的频率下,其能量水平为 E = mv2。在 fo 处,热辐射能达到峰值,其速度等于真空中的光速 v = C = 3 x 108,其能量水平为 E = hfo。在所有大于 fo 的频率下,热辐射能保持一致,对于所有 f > fo,其能量水平为 E = hnfo


频率 速度 波长 能量
f < fo v = λf λ = E = mv2
f = fo v = C = λfo λ = E = hfo
f > fo v = C = λnfo λ = E = hnfo

总结

频率 速度 波长 能量
f < fo v = λf λ = E = mv2
f = fo v = C = λfo λ = E = hfo
f > fo v = C = λnfo λ = E = hnfo
  1. 每个导体在阈值频率 fo 处具有最大吸收能量。
  2. 从任何导电材料辐射出的热辐射能的光波具有波粒二象性。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,并且只能是频率的整数倍,E = hf。
  4. 计算的短波长


参考文献

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华夏公益教科书