物理課程/輻射/黑體輻射

黑體輻射

人們觀察到，任何導體在導電時都會表現出以下現象：

1. 溫度變化
2. 輻射光或熱能

這被稱為黑體輻射

實驗

將電壓源與導體連線成閉合迴路。測量不同頻率下的電流值。I-f 圖表明：

觀察結果

熱輻射能是以波的形式傳播的，其速度為 v = λf，在所有小於 fo 的頻率下，其能量水平為 E = mv²。在 fo 處，熱輻射能達到峰值，其速度等於真空中的光速 v = C = 3 x 10⁸，其能量水平為 E = hfo。在所有大於 fo 的頻率下，熱輻射能保持一致，對於所有 f > fo，其能量水平為 E = hnfo

頻率	速度	波長	能量
f < fo	v = λf	λ = ${\frac {v}{f}}$	E = mv2
f = fo	v = C = λfo	λ = ${\frac {C}{fo}}$	E = hfo
f > fo	v = C = λnfo	λ = ${\frac {C}{nfo}}$	E = hnfo

總結

頻率	速度	波長	能量
f < fo	v = λf	λ = ${\frac {v}{f}}$	E = mv2
f = fo	v = C = λfo	λ = ${\frac {C}{fo}}$	E = hfo
f > fo	v = C = λnfo	λ = ${\frac {C}{nfo}}$	E = hnfo

1. 每個導體在閾值頻率 fo 處具有最大吸收能量。
2. 從任何導電材料輻射出的熱輻射能的光波具有波粒二象性。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，並且只能是頻率的整數倍，E = hf。
4. 計算的短波長 $\lambda ={\frac {C}{f}}$

參考文獻

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