物理課程/黑體輻射

黑體輻射

已經觀察到，任何導體在傳導電流時都會表現出以下現象

1. 溫度變化
2. 輻射光或輻射熱能

這被稱為 黑體輻射

實驗

將電壓源與閉合迴路中的導體連線。在不同的頻率下測量電流值。I-f 圖顯示

觀察

輻射熱能是一種以速度 v = λ f 傳播的波，在所有小於 fo 的頻率 f 上，其能量水平為 E = m v²。在 fo 處，輻射熱能達到峰值，以真空中的光速 v = C = 3 x 10⁸ 傳播，其能量水平為 E = h fo。在任何大於 fo 的頻率上，輻射熱能對於所有頻率 f > fo 保持不變，其能量水平為 E = h nfo

頻率	速度	波長	能量
f < fo	v = λ f	λ = ${\frac {v}{f}}$	E = m v2
f = fo	v = C = λ fo	λ = ${\frac {C}{fo}}$	E = h fo
f > fo	v = C = λ nfo	λ = ${\frac {C}{nfo}}$	E = h nfo

總結

頻率	速度	波長	能量
f < fo	v = λ f	λ = ${\frac {v}{f}}$	E = m v2
f = fo	v = C = λ fo	λ = ${\frac {C}{fo}}$	E = h fo
f > fo	v = C = λ nfo	λ = ${\frac {C}{nfo}}$	E = h nfo

1. 每個導體在閾值頻率 fo 處都有最大吸收能量
2. 從任何導電材料輻射出來的輻射熱能的光波具有粒子波二象性特徵。有時它表現得像粒子，有時它表現得像波.
3. 對於 f > fo，能量是量子化的，並且只能具有頻率的整數倍 E = h f
4. 計算短波長 $\lambda ={\frac {C}{f}}$