什么是黑体辐射?(black-body radiation?)

在物理学中,黑体是一种吸收所有电磁辐射的物体,完全不反射且不透明。因此,它的颜色只取决于它的温度。不同的温度使原子以不同的强度反弹,这与产生的电磁辐射的不同波长相对应。黑体及其辐射周围的问题在20世纪初的量子力学公式中的作用尤其著名。...
Stephen Hawking discovered that black holes emit their own black-body radiation, which was named Hawking radiation in his honor.

在物理学中,黑体是一种吸收所有电磁辐射的物体,完全不反射且不透明。因此,它的颜色只取决于它的温度。不同的温度使原子以不同的强度反弹,这与产生的电磁辐射的不同波长相对应。黑体及其辐射周围的问题在20世纪初的量子力学公式中的作用尤其著名。

黑体辐射有时也称为空腔辐射,因为在实验室中,与黑体最接近的是一个与较大空腔相连的小孔。因为任何入射光都必须在空腔内部多次反弹才能反射回来,在反射过程中几乎肯定会被吸收,所以空腔洞很好地近似于黑体的非反射标准。根据1860年提出“黑体”和“黑体辐射”两个术语的物理学家古斯塔夫·基尔霍夫(Gustav Kirchhoff)的说法,从整体发出的光谱将只取决于空腔的温度,而完全不取决于被加热的特定材料。。

随着黑体温度的升高,它会以更高的强度和更短的波长发射电磁辐射。在1000 K左右(开尔文,与摄氏度相同,但0是绝对零,–273.15°C),黑体辐射是红色的,从2000 K到4000 K,辐射是橙色的,然后在超过4000 K的温度下开始变白,在该温度下,所有典型的物质都是液态的。

在现实世界中,最接近黑体辐射的是宇宙微波背景,即大爆炸的“回声”。黑洞可以被描述为黑体,正是斯蒂芬·霍金发现它们发出自己的黑体辐射——为了纪念他,这一辐射被命名为霍金辐射。

试图描述黑体辐射发射光谱的尝试促使普朗克和爱因斯坦等科学家提出,电磁辐射是量子化的,这最终导致了量子力学革命。

  • 发表于 2022-02-08 20:53
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  • 分类:科学

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