黑體輻射是以穩(wěn)定的方式釋放熱能的物理現(xiàn)象。早在19世紀(jì)末,物理學(xué)家們就通過實(shí)驗(yàn)觀察到了黑體輻射現(xiàn)象,并提出了有關(guān)黑體輻射的一些重要結(jié)論。
1.黑體輻射實(shí)驗(yàn)說明什么
通過黑體輻射實(shí)驗(yàn),我們可以了解到黑體輻射的特性和規(guī)律。其中,最基本的一個(gè)規(guī)律就是斯蒂芬·玻爾茲曼定律,即熱輻射強(qiáng)度與溫度的四次方成正比。而維恩位移定律則告訴我們,黑體輻射的波長與其溫度呈反比例關(guān)系。
2.黑體輻射波長與溫度關(guān)系
根據(jù)維恩位移定律,我們可以得出一個(gè)公式:λmaxT = 2.898×10^-3 m·K。其中,λmax為黑體輻射的最大波長,T為黑體的絕對溫度。這個(gè)公式告訴我們,在同一溫度下,黑體輻射的波長是固定的;而在不同溫度下,黑體輻射的波長則會(huì)發(fā)生變化。
據(jù)此,我們可以推斷出一個(gè)有趣的結(jié)論:隨著溫度的升高,黑體輻射的波長會(huì)變短。這也是為什么熱物體會(huì)呈現(xiàn)出紅外線輻射的原因。例如,太陽的表面溫度約為5800K,它主要輻射的波長在可見光范圍內(nèi);而地球的表面溫度約為288K,它主要輻射的波長則在遠(yuǎn)紅外線范圍內(nèi)。