黑體測量實驗

1、1黑體測量實驗黑體測量實驗從某種意義上來說，由于我們生活在一個輻射能的環(huán)境中，我們被天然的電磁能源所包圍，就產(chǎn)生了測量和控制輻射能的要求。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，輻射度量的測量對于航空、航天、核能、材料、能源衛(wèi)生及冶金等高科技部門的發(fā)展越來越重要。而黑體輻射源作為標準輻射源廣泛地用作紅外設備絕對標準。它可以作為一種標準來校正其他輻射源或紅外整機。另外，可利用黑體的基本輻射定律找到實體的輻射規(guī)律計算其輻射量。【實驗目的實驗目的】1.通過實驗了

2、解和掌握黑體輻射的光譜分布。2.驗證普朗克(Planck)輻射定律。3.驗證斯忒藩——波耳茲曼定律。4.驗證維恩(Wien)位移定律。5.研究黑體和一般發(fā)光體輻射強度的關(guān)系。6.學會一般發(fā)光源的輻射能量的測量，記錄發(fā)光源的輻射能量曲線?！緦嶒瀮x器實驗儀器】WGH—10型黑體實驗裝置，電控箱，溴鎢燈及電源，計算機等【實驗原理實驗原理】1.熱輻射與基爾霍夫(Kirchhoff)定律基爾霍夫(Kirchhoff)定律是描述熱輻射體性能的最基本

3、定律。任何物體，只要其溫度在絕對零度0K以上，就向周圍發(fā)射輻射，這種由于物體中的原子、分子受到熱激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射。只要其溫度在絕對零度以上，也要從外界吸收輻射的能量。描述物體輻射規(guī)律的物理量是輻射出射度和單色輻射出射度，它們之間的關(guān)系為：31212()()....()()()bMTMTMTTT??????????（3）式中為該溫度下黑體對同一波長的單色輻射度。()bMT?由此可見，基爾霍夫的普適函數(shù)正是絕對黑體的光譜輻射

4、度。而=1的輻射()T??體就是絕對黑體，簡稱黑體(blackbody)。黑體的輻射亮度在各個方向都相同，即黑體是一個完全的余弦輻射體。輻射能力小于黑體，若，并且對于所有波長，()T??1?各種溫度都是常數(shù)，稱為灰體（greybody）?；殷w的輻射光譜分布與同一溫度下黑體的輻射光譜分布相似。自然界并不存在一種物體其固有特性與灰體絲毫不差，但對于有限的波長區(qū)域而言，物體可近似于灰體。所有既不是黑體也不是灰體的實際物體，我們稱之為選擇性輻射

5、體。其吸收本領(lǐng)，且隨波長及溫度而變，同時也隨()T??1?光線偏振情況以及光線的入射角而變，在這些物體的光譜分布曲線與普朗克曲線不同。自然界中很少有嚴格意義下的黑體與灰體，一般的熱輻射體都是選擇性輻射體。2.黑體輻射規(guī)律黑體輻射遵循如下三條規(guī)律：（1）斯忒藩—波爾茲曼定律（StefanBoltzmannlaw）（2）維恩(Wien)位移定律（3）普朗克輻射定律2.1斯忒藩—波爾茲曼定律（StefanBoltzmannlaw）斯忒藩—波爾