热辐射与Planck假说.pdfVIP

《原子物理学》 热辐射与Planck假说 讲授：徐仁新 北京大学物理学院天文学系 “Atomic Physics” /rxxu R. X. Xu 19世纪下半叶欧洲钢铁工业（特别是 练钢技术）的发展大大促进了人们对 热辐射、黑体辐射的研究…… 这种辐射是一种特殊的电磁波，它能 够在经典Maxwell理论框架理解吗？ “Atomic Physics” /rxxu R. X. Xu 1，辐射场的定量描述 ˆ 描述辐射场的分布函数：f (n, k, r, t) ˆ {r, t}处单位体积内n -n + dn内沿k方向dW立体角内能量 ˆ u  f (n, k , r , )dnd ˆ 能量密度：单位体积内能量  t W dW k 对于各向同性、均匀、稳态辐射场： (r, t) ˆ u   f (n, k )dndW 4 f (n)dn  谱能量密度：u(n) 单位体积内{r, t}处n -n + dn内的能量 对于各向同性、均匀、稳态辐射场：u(n)  4f (n) u u(n)dn u(n) = 4f (n) 易知：  “Atomic Physics” /rxxu R. X. Xu 1，辐射场的定量描述 谱辐射通量：y (n) {r, t}处辐射通过单位面元的能流。 通过面元DS 的谱辐射通量则为 Dy (n) = y (n) ×DS ˆ ˆ  cf (n, k , r , t)dW(k DS )  2 DS cf (n) DS （均匀、各向同性、稳态） c  u(n) DS 对于定向辐射场，k 只 4 辐射通量：y  c 等于某特定值，y = cu 。 y(n)dn  u 4 易知，“1/4”为各向同 能量密度 性流动积分所致。 “Atomic Physics” /rxxu R. X. Xu 2 ，热辐射, 黑体辐射, 腔辐射 热辐射：处于热平衡的物体所发射的辐射 主要成分：mc2 ~kT 的粒子。m = 0光子是热辐射主要成分 狭义的热辐射