① 黑体是什么
黑体(black body),是一个理想化的物体,它能够吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射。换句话说,黑体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1,透射系数为0。
物理学家以此作为热辐射研究的标准物体。它能够完全吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。
黑体不一定是黑色的(例如太阳在某种情况下就可以看做黑体),即使它没办法反射任何的电磁波,它也可以放出电磁波来,而这些电磁波的波长和能量则全取决于黑体的温度,不因其他因素而改变。
当然,黑体在700K以下时看起来是黑色的,但那也只是因为在700K之下的黑体所放出来的辐射能量很小且辐射波长在可见光范围之外。若黑体的温度高过上述的温度的话,黑体则不会再是黑色的了,它会开始变成红色,并且随着温度的升高,而分别有橘色、黄色、白色等颜色出现,即黑体吸收和放出电磁波的过程遵循了光谱,其分布为普朗克分布(或称为黑体轨迹)。黑体辐射实际上就是黑体的热辐射。在黑体的光谱中,由于高温引起高频率即短波长,因此较高温度的黑体靠近光谱结尾的蓝色区域而较低温度的黑体靠近红色区域。
在室温下,黑体辐射的能量集中在长波电磁辐射和远红外波段;当黑体温度到几百摄氏度之后,黑体开始发出可见光。以钢材为例根据温度的升高过程,分别变为红色,橙色,黄色,当温度超过1300摄氏度时开始发白色 [1] 和蓝色。当黑体变为白色的时候,它同时会放出大量的紫外线。
黑体一词是在1862年由基尔霍夫所命名并引入热力学内,黑体所辐射出来的光线则称做黑体辐射。黑体单位表面积的辐射功率P与其温度的四次方成正比,即:
P= σ 式中σ称为斯特藩-玻尔兹曼常数,又称为斯特藩常数。
黑体的放射过程引发物理学家对量子场内的热平衡状态的兴趣。在经典物理中,所有热平衡的傅里叶模型都遵循能量均分定理。当物理学家使用经典物理解释黑体时,不可避免的发生了“紫外灾难”,即用于计算黑体辐射强度的瑞利-金斯定律在辐射频率趋向于无穷大时计算结果也趋向于无穷大。由于黑体可以用于检验热平衡的性质,因为它放出的辐射遵循热力学散射,历史上对黑体的研究成为了量子物理开始的契机。
② 物理学中的黑体辐射是指什么黑体又是什么物质
物体具有电磁波辐射、反射、吸收等的性质,物体辐射的电磁波根据物体特性和温度有一定的谱具体分布,被称之为热辐射。为了在不依赖物体物性的基础上研究热辐射规律,物理学家们定义了黑体,即一种理想的物体来进行研究热辐射。黑体指完全吸收任何波长的辐射,没有任何反射的物体,包括一切条件下的外来辐射。黑体辐射则是指在一定温度和波长中放射量最大的辐射,一般是由理想放射物所放射的。
除了黑体,还有一种灰体物质,也叫做选择性辐射体。黑体辐射的相关理论有基尔霍夫辐射定律,是一种在热平衡下的物体辐射和吸收能量之比与物性无关,与温度和波长有直接关系的定律,它对我们研究黑体有显着的作用。
③ 为什么太阳是黑体
太阳,因为它是个巨大的气体星球,射入太阳的电磁辐射都很难返回来,所以符合黑体定义。
黑体并不代表那个东西就是黑色的,黑体的定义是指所有外来的电磁辐射都会被其吸收的物体。但这不代表黑体不能发光,黑体也可以有特定温度的,高温的时候就会发光。
太阳是一个巨大而炽热的气体星球。知道了日地距离,再从地球上测得太阳圆面的视角直径,从简单的三角关系就可以求出太阳的半径为69.6万千米,是地球半径的109倍。由此可以算出太阳的体积为地球的130万倍。
(3)物理上黑体有哪些扩展阅读:
一、黑体热力学
任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体。
所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射(当然黑体仍然要向外辐射)。显然自然界不存在真正的黑体,但许多地物是较好的黑体近似(在某些波段上)。黑体辐射情况只与其温度有关,与组成材料无关。
二、太阳构造
根据太阳活动的相对强弱,太阳可分为宁静太阳和活动太阳两大类。宁静太阳是一个理论上假定宁静的球对称热气体球,其性质只随半径而变,而且在任一球层中都是均匀的,其目的在于研究太阳的总体结构和一般性质。
在这种假定下,按照由里往外的顺序,太阳是由核心、辐射区、对流层、光球层、色球层、日冕层构成。光球层之下称为太阳内部;光球层之上称为太阳大气。参考资料来源:
④ 什么是黑体
黑体是热力学术语,指的是一般物体收到辐射时,对辐射能量总是有吸收、有反射。
黑体一词是在1862年由基尔霍夫所命名并引入热力学内,黑体所辐射出来的光线则称做黑体辐射。
黑体单位表面积的辐射功率P与其温度的四次方成正比,即:P=σ式中σ称为斯特藩-玻尔兹曼常数,又称为斯特藩常数。
由于黑体可以用于检验热平衡的性质,因为它放出的辐射遵循热力学散射,历史上对黑体的研究成为了量子物理开始的契机。
(4)物理上黑体有哪些扩展阅读:
黑体的应用:
黑体在工业上主要应用于测温领域,最主要的产品是黑体炉。
对辐射温度计的校准、检定,通常采用比较法,就是通过高稳 定度的辐射源(通常为 黑体辐射源)和其他配套设备,将标准器所复现的温度与被检辐射温度计所复现的温度进行比较,以判断其是否合格或给出校准结果。
在校准、检定工作中,辐射源一般在-6~1 200 ℃(或1 600 ℃)范围内可用开口式 中、低温黑体炉,1 200 (或1 600 ℃)~3 200 ℃采用抽真空并充惰性气体保护的高温 黑体炉。
标准器分别为二等标准热电偶(二等标准铂电阻温度计)和标准光学(光电)高温计。
⑤ 物理3-5第17章对黑体的说明
黑体(black body),是一个理想化了的物体,它能够吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射。换句话说,黑体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1,透射系数为0。
⑥ 高中物理!那“黑体”要怎样理解
所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射(黑体仍然要向外辐射)。显然自然界不存在真正的黑体,但许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上)。黑体辐射情况只与其温度有关,与组成材料无关。
⑦ 物理学中的黑体辐射是什么东西黑体又是什么
黑体辐射他就是所谓的黑体,指所有入射电磁波都被吸收,既不反射也不透射,当然,黑体仍然需要向外辐射,显然,自然界中没有真正的黑体,但许多地面对象是更好的黑体近似值,而且在某些波段中,基尔霍夫的辐射定律物体在热平衡状态下辐射和吸收的能量之比与物体本身的物理性质无关,但只有波长和温度,而且根据基尔霍夫的辐射定律。
因此成为热辐射,为了研究不依赖于物质特定物理性质的热辐射规律,物理学家将理想的物体黑体定义为热辐射研究的标准对象,黑体其实他还有一个特色,那就是,其辐射电磁波根据波长的强度分布仅与自身温度有关,一般物体也与材料类型和表面条件等有关,这也就激发了科学家对他研究的兴趣,因为他们想找出黑体辐射强度和波长之间的功能关系。
关于物理学中的黑体辐射是什么东西黑体又是什么的问题,今天就解释到这里。
⑧ 物理学中黑体的定义是什么
黑体是能够吸收电磁波的物体。只吸收电磁波,而不发射电磁波的物体叫做绝对黑体。实际上绝对黑体是不存在的。
⑨ 黑体的结构
精心设计的黑体用作标准的辐射源。中等温度的黑体结构。一个标准黑体必须选择合适的腔体形状,并计算其有效发射率,严格控制腔体的温度及其均匀性,精确测定其温度值和光阑的面积。控制温度均匀性的较好办法,是采用热管技术。上述结构的黑体,光阑孔径不可能很大,一般直径为几十毫米。大面积的黑体采用蜂窝结构。
黑体热力学
任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射。为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体。
所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射(当然黑体仍然要向外辐射)。显然自然界不存在真正的黑体,但许多地物是较好的黑体近似(在某些波段上)。黑体辐射情况只与其温度有关,与组成材料无关。