民间鬼故事 - 黑体辐射（物理学规律）
黑体辐射是指由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度及特定波长放射最大量之辐射。同时，黑体是可以吸收所有入射辐射的物体，不会反射任何辐射，但黑体未必是黑色的，例如太阳为气体星球，可以认为射向太阳的电磁辐射很难被反射回来，所以认为太阳是一个黑体。
中文名黑体辐射
外文名black-body radiation
定义指入射的电磁波全部被吸收
理论数据普朗克辐射定律
光谱温度越高光谱中蓝色越多红色越少
关系与自身温度有关
黑体
[中文]: 黑体辐射
[英文]: black-body radiation
黑体辐射源
什么是黑体？
在任何条件下，对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体，即吸收比为1的物体。
在黑体辐射中，随着温度不同，光的颜色各不相同，黑体呈现由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的渐变过程。某个光源所发射的光的颜色，看起来与黑体在某一个温度下所发射的光颜色相同时，黑体的这个温度称为该光源的色温。“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成份则越多，而红色的成份则越少。例如，白炽灯的光色是暖白色，其色温表示为4700K，而日光色荧光灯的色温表示则是6000K。[1]
基本介绍
黑体受热以电磁波的形式向外辐射能量，是一种理想物体的热辐射（见热传递）。
所谓黑体是指能够全部吸收入射的任何频率的电磁波的理想物体，实际上黑体是不存在的。但可以用某种装置近似地代替黑体。一个带有小孔的空腔，并且小孔对于空腔足够小，不会妨碍空腔内的平衡。通过小孔射入空腔的所有频率的电磁波经腔内壁多次反射后，几乎全部被吸收，再从小孔射出的电磁波极少。所以，可以将空腔上的小孔近似地看成黑体。
在温度T下,空腔壁也跟其他固体一样，不断辐射电磁波，腔内形成一辐射场，经过一定时间，腔内的辐射场与腔壁达到了热平衡。这时平衡辐射的性质只依赖于温度，与腔壁的其他性质无关。由于小孔是腔上的一部分，也处于同样的温度，因此，小孔的辐射性质就代表了空腔内的辐射性质。
可以证明，黑体单位表面积单位时间发出的总辐射能量,即辐射通量密度（又称辐射出射度）M,与辐射场总能量密度ω之间的关系式中с为光速，ω(T)只依赖于温度。
在统计物理学中，把空腔内的辐射场看作光子气体，光子是玻色子，根据玻色分布可以导出处于平衡的黑体辐射场能量密度按频率的分布即普朗克公式。也可求得描述黑体辐射场的总能量与热力学温度间关系的斯忒藩－玻耳兹曼定律，和黑体辐射的物态方程式中p是辐射压力。上述由统计物理得到的关于黑体辐射的公式和定律与实验结果完全符合。
理论数据
黑体光谱辐射出射度M（λ，T）与波长、热力学温度之间关系的公式：
M=c1/[λ^5(exp(c2/λT)-1)]，其中c1=2πhc^2,c2=hc/k.
黑体能量密度公式：
E*dν=c1*v^3*dv/[exp(c2*v/T)-1)]
E*dv表示在频率范围（v,v+dv）中的黑体辐射能量密度。
λ—辐射波长(μm)
T—黑体绝对温度(K、T=t+273k)
C—光速(2.998×10^8m/s )
h—普朗克常数， 6.626×10^-34 J/S
K—玻尔兹曼常数(Boltzmann)， 1.3806505*10^-23J/K基本物理常数
①在一定温度下，黑体的谱辐射亮度存在一个极值，这个极值的位置与温度有关， 这就是维恩位移定律(Wien)
λm T=2.898×10(μm·K)
λm —最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm)
T—黑体的绝对温度(K)
根据维恩定律，我们可以估算，当T～6000K时，λm ～0.48μm(绿色)。这就是太阳辐射中大致的最大谱
辐射亮度处。
当T～300K， λm～9.6μm，这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处。
②在任一波长处,高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度，不论这个波长是否是光谱最大辐射亮度处。
但现实世界不存在这种理想的黑体，那么用什么来刻画这种差异呢?对任一波长， 定义发射率为该波长的一个微小波长间隔内， 真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比。显然发射率为介于0与1之间的正数，一般发射率依赖于物质特性、 环境因素及观测条件。如果发射率与波长无关，那么可把物体叫作灰体(grey body)， 否则叫选择性辐射体。
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