① 黑體是什麼
黑體(black body),是一個理想化的物體,它能夠吸收外來的全部電磁輻射,並且不會有任何的反射與透射。換句話說,黑體對於任何波長的電磁波的吸收系數為1,透射系數為0。
物理學家以此作為熱輻射研究的標准物體。它能夠完全吸收外來的全部電磁輻射,並且不會有任何的反射與透射,這種物體就是絕對黑體,簡稱黑體。
黑體不一定是黑色的(例如太陽在某種情況下就可以看做黑體),即使它沒辦法反射任何的電磁波,它也可以放出電磁波來,而這些電磁波的波長和能量則全取決於黑體的溫度,不因其他因素而改變。
當然,黑體在700K以下時看起來是黑色的,但那也只是因為在700K之下的黑體所放出來的輻射能量很小且輻射波長在可見光范圍之外。若黑體的溫度高過上述的溫度的話,黑體則不會再是黑色的了,它會開始變成紅色,並且隨著溫度的升高,而分別有橘色、黃色、白色等顏色出現,即黑體吸收和放出電磁波的過程遵循了光譜,其分布為普朗克分布(或稱為黑體軌跡)。黑體輻射實際上就是黑體的熱輻射。在黑體的光譜中,由於高溫引起高頻率即短波長,因此較高溫度的黑體靠近光譜結尾的藍色區域而較低溫度的黑體靠近紅色區域。
在室溫下,黑體輻射的能量集中在長波電磁輻射和遠紅外波段;當黑體溫度到幾百攝氏度之後,黑體開始發出可見光。以鋼材為例根據溫度的升高過程,分別變為紅色,橙色,黃色,當溫度超過1300攝氏度時開始發白色 [1] 和藍色。當黑體變為白色的時候,它同時會放出大量的紫外線。
黑體一詞是在1862年由基爾霍夫所命名並引入熱力學內,黑體所輻射出來的光線則稱做黑體輻射。黑體單位表面積的輻射功率P與其溫度的四次方成正比,即:
P= σ 式中σ稱為斯特藩-玻爾茲曼常數,又稱為斯特藩常數。
黑體的放射過程引發物理學家對量子場內的熱平衡狀態的興趣。在經典物理中,所有熱平衡的傅里葉模型都遵循能量均分定理。當物理學家使用經典物理解釋黑體時,不可避免的發生了「紫外災難」,即用於計算黑體輻射強度的瑞利-金斯定律在輻射頻率趨向於無窮大時計算結果也趨向於無窮大。由於黑體可以用於檢驗熱平衡的性質,因為它放出的輻射遵循熱力學散射,歷史上對黑體的研究成為了量子物理開始的契機。
② 物理學中的黑體輻射是指什麼黑體又是什麼物質
物體具有電磁波輻射、反射、吸收等的性質,物體輻射的電磁波根據物體特性和溫度有一定的譜具體分布,被稱之為熱輻射。為了在不依賴物體物性的基礎上研究熱輻射規律,物理學家們定義了黑體,即一種理想的物體來進行研究熱輻射。黑體指完全吸收任何波長的輻射,沒有任何反射的物體,包括一切條件下的外來輻射。黑體輻射則是指在一定溫度和波長中放射量最大的輻射,一般是由理想放射物所放射的。
除了黑體,還有一種灰體物質,也叫做選擇性輻射體。黑體輻射的相關理論有基爾霍夫輻射定律,是一種在熱平衡下的物體輻射和吸收能量之比與物性無關,與溫度和波長有直接關系的定律,它對我們研究黑體有顯著的作用。
③ 為什麼太陽是黑體
太陽,因為它是個巨大的氣體星球,射入太陽的電磁輻射都很難返回來,所以符合黑體定義。
黑體並不代表那個東西就是黑色的,黑體的定義是指所有外來的電磁輻射都會被其吸收的物體。但這不代表黑體不能發光,黑體也可以有特定溫度的,高溫的時候就會發光。
太陽是一個巨大而熾熱的氣體星球。知道了日地距離,再從地球上測得太陽圓面的視角直徑,從簡單的三角關系就可以求出太陽的半徑為69.6萬千米,是地球半徑的109倍。由此可以算出太陽的體積為地球的130萬倍。
(3)物理上黑體有哪些擴展閱讀:
一、黑體熱力學
任何物體都具有不斷輻射、吸收、發射電磁波的本領。輻射出去的電磁波在各個波段是不同的,也就是具有一定的譜分布。這種譜分布與物體本身的特性及其溫度有關,因而被稱之為熱輻射。為了研究不依賴於物質具體物性的熱輻射規律,物理學家們定義了一種理想物體——黑體(black body),以此作為熱輻射研究的標准物體。
所謂黑體是指入射的電磁波全部被吸收,既沒有反射,也沒有透射(當然黑體仍然要向外輻射)。顯然自然界不存在真正的黑體,但許多地物是較好的黑體近似(在某些波段上)。黑體輻射情況只與其溫度有關,與組成材料無關。
二、太陽構造
根據太陽活動的相對強弱,太陽可分為寧靜太陽和活動太陽兩大類。寧靜太陽是一個理論上假定寧靜的球對稱熱氣體球,其性質只隨半徑而變,而且在任一球層中都是均勻的,其目的在於研究太陽的總體結構和一般性質。
在這種假定下,按照由里往外的順序,太陽是由核心、輻射區、對流層、光球層、色球層、日冕層構成。光球層之下稱為太陽內部;光球層之上稱為太陽大氣。參考資料來源:
④ 什麼是黑體
黑體是熱力學術語,指的是一般物體收到輻射時,對輻射能量總是有吸收、有反射。
黑體一詞是在1862年由基爾霍夫所命名並引入熱力學內,黑體所輻射出來的光線則稱做黑體輻射。
黑體單位表面積的輻射功率P與其溫度的四次方成正比,即:P=σ式中σ稱為斯特藩-玻爾茲曼常數,又稱為斯特藩常數。
由於黑體可以用於檢驗熱平衡的性質,因為它放出的輻射遵循熱力學散射,歷史上對黑體的研究成為了量子物理開始的契機。
(4)物理上黑體有哪些擴展閱讀:
黑體的應用:
黑體在工業上主要應用於測溫領域,最主要的產品是黑體爐。
對輻射溫度計的校準、檢定,通常採用比較法,就是通過高穩 定度的輻射源(通常為 黑體輻射源)和其他配套設備,將標准器所復現的溫度與被檢輻射溫度計所復現的溫度進行比較,以判斷其是否合格或給出校準結果。
在校準、檢定工作中,輻射源一般在-6~1 200 ℃(或1 600 ℃)范圍內可用開口式 中、低溫黑體爐,1 200 (或1 600 ℃)~3 200 ℃採用抽真空並充惰性氣體保護的高溫 黑體爐。
標准器分別為二等標准熱電偶(二等標准鉑電阻溫度計)和標准光學(光電)高溫計。
⑤ 物理3-5第17章對黑體的說明
黑體(black body),是一個理想化了的物體,它能夠吸收外來的全部電磁輻射,並且不會有任何的反射與透射。換句話說,黑體對於任何波長的電磁波的吸收系數為1,透射系數為0。
⑥ 高中物理!那「黑體」要怎樣理解
所謂黑體是指入射的電磁波全部被吸收,既沒有反射,也沒有透射(黑體仍然要向外輻射)。顯然自然界不存在真正的黑體,但許多地物是較好的黑體近似( 在某些波段上)。黑體輻射情況只與其溫度有關,與組成材料無關。
⑦ 物理學中的黑體輻射是什麼東西黑體又是什麼
黑體輻射他就是所謂的黑體,指所有入射電磁波都被吸收,既不反射也不透射,當然,黑體仍然需要向外輻射,顯然,自然界中沒有真正的黑體,但許多地面對象是更好的黑體近似值,而且在某些波段中,基爾霍夫的輻射定律物體在熱平衡狀態下輻射和吸收的能量之比與物體本身的物理性質無關,但只有波長和溫度,而且根據基爾霍夫的輻射定律。
因此成為熱輻射,為了研究不依賴於物質特定物理性質的熱輻射規律,物理學家將理想的物體黑體定義為熱輻射研究的標准對象,黑體其實他還有一個特色,那就是,其輻射電磁波根據波長的強度分布僅與自身溫度有關,一般物體也與材料類型和表面條件等有關,這也就激發了科學家對他研究的興趣,因為他們想找出黑體輻射強度和波長之間的功能關系。
關於物理學中的黑體輻射是什麼東西黑體又是什麼的問題,今天就解釋到這里。
⑧ 物理學中黑體的定義是什麼
黑體是能夠吸收電磁波的物體。只吸收電磁波,而不發射電磁波的物體叫做絕對黑體。實際上絕對黑體是不存在的。
⑨ 黑體的結構
精心設計的黑體用作標準的輻射源。中等溫度的黑體結構。一個標准黑體必須選擇合適的腔體形狀,並計算其有效發射率,嚴格控制腔體的溫度及其均勻性,精確測定其溫度值和光闌的面積。控制溫度均勻性的較好辦法,是採用熱管技術。上述結構的黑體,光闌孔徑不可能很大,一般直徑為幾十毫米。大面積的黑體採用蜂窩結構。
黑體熱力學
任何物體都具有不斷輻射、吸收、發射電磁波的本領。輻射出去的電磁波在各個波段是不同的,也就是具有一定的譜分布。這種譜分布與物體本身的特性及其溫度有關,因而被稱之為熱輻射。為了研究不依賴於物質具體物性的熱輻射規律,物理學家們定義了一種理想物體——黑體(black body),以此作為熱輻射研究的標准物體。
所謂黑體是指入射的電磁波全部被吸收,既沒有反射,也沒有透射(當然黑體仍然要向外輻射)。顯然自然界不存在真正的黑體,但許多地物是較好的黑體近似(在某些波段上)。黑體輻射情況只與其溫度有關,與組成材料無關。