普朗克黑体辐射定律
1901年,马克斯·普朗克发表了一份研究报告,他对于黑体在平衡状况的发射光波频谱的预测,完全符合实验数据。在这份报告里,他做出特别数学假说,将谐振子(组成黑体墙壁表面的原子)所发射或吸收的电磁辐射能量加以量子化,他称呼这种离散能量为量子。
其中,h是离散能量, 是普朗克常数。
这就是著名的普朗克关系式。从普朗克的假说,普朗克推导出一条黑体能量分布定律,称为普朗克黑体辐射定律。
普朗克黑体辐射定律(也简称作普朗克定律或黑体辐射定律)(英文:Planck'slaw,Blackbodyradiationlaw)是用于描述在任意温度下,从一个黑体中发射的电磁辐射的辐射率与电磁辐射的频率的关系公式。这里辐射率是频率的函数:
什么是普朗克辐射定律?
为了在黑体辐射的维恩公式和瑞利公式之间寻求协调统一,普朗克决定从理论上推导出一个普遍化公式的定律。受两个公式的启发,他采用内插的方法,很快就把代表短波方向的维恩公式和代表长波方向的瑞利公式综合到了一起,这也就是普朗克辐射定律。
普朗克黑体辐射公式
Θvdv=8Πhv
在物理学中,普朗克黑体辐射定律(也简称作普朗克定律或黑体辐射定律,英文:Planck's law, Blackbody radiation law)描述,在任意温度T下,从一个黑体中发射出的电磁辐射的辐射率与频率彼此之间的关系。
历史
马克斯·普朗克于1900年建立了黑体辐射定律的公式,并于1901年发表。
其目的是改进由威廉·维恩提出的维恩近似(至于描述黑体辐射的另一公式:由瑞利勋爵和金斯爵士提出的瑞利-金斯定律,其建立时间要稍晚于普朗克定律。)。
维恩近似在短波范围内和实验数据相当符合,但在长波范围内偏差较大;而瑞利-金斯公式则正好相反。普朗克得到的公式则在全波段范围内都和实验结果符合得相当好。在推导过程中,普朗克考虑将电磁场的能量按照物质中带电振子的不同振动模式分布。得到普朗克公式的前提假设是这些振子的能量只能取某些基本能量单位的整数倍,这些基本能量单位只与电磁波的频率有关,并且和频率成正比。
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