如何理解“黑体”？

如何理解“黑体”？

编者按：开篇介绍一下这个新的系列“近代物理的通俗演义（光和原子）”，光和原子的知识点不多，考点不深，但是太抽象，太玄妙，因为“不好懂”，所以“不理解”，故而“不会做”。而我之前写过一篇“袁野：形象解读光电效肛门疼痛应，就是这么简单！”，意外受到了很多好评，有几条留言让我感水怪图片动，比如“老师让我明白我不是智障，也看懂了”、“这也太棒了吧，懵了一年，今天中午懂了”、“真看哭了，看完这篇我终于明白了”等等，所以我想关于光和原子部分的知识点，写一个“通俗演义”，希望帮助小伙伴们更好理解这些基础知识，但是很难，我只能尽量尝试吧！

“黑体”是什么，就是一个模型，就像“质点”一样，一个物理模型而已。

那么这个模型有什么特点，为什么要定义这样一个模型呢？我们慢慢说。

【电磁波】可能我们暂时说不清电磁波是什么，但我们要知道，光也是电磁波，比如红光就是一种电磁波，所以我们有时候称为“光波”，这样我们对电磁波有了决策系统感性认识，所谓的“物体辐射电磁波”就可以形象理解为“物体发光”。

【电磁波的种类】除了可见的“红橙黄绿蓝靛紫”以外，电磁波还有，按波长从大到小dock栏，

无线电波，微波，红外线，可见光，鹌鹑蛋怎么煮紫外线，伦琴射线（X射线），γ射线

【不发光物体】对于现实中的不透明不发光物体，我们可以看见颜色，那是因为反射的作用，比如红色物体反射红光，绿色物体反射绿光，白色物体反射所有色光，而黑色物体呢，吸收所有色光但不反色。

【发光物体】但是，还有一些物体是可以发光的，比如五颜六色的灯光，那么他的颜色就是由发光物体自己发出光的颜色来决定的。

对比【不发光物体】和【发光物体】，我们知道，不透明物体的颜色要么由反射光决定，要么由自身发光决定，显然，我们更关注物交换机的作用体自身发光的情况，因为自身发光反映了自身的性质。

【说明1】黑色物体会“发光”吗？这样说不严格，其实黑色物体可以“辐射电磁波”，只不过辐射的电磁波不在可见光范围内，所以还是看不见。若一个“黑色”物体辐射了可见光，那该物体就可以被看见。

然后我们把“光”扩展到“电磁波”，就可以一样得到，

物体可以反射电磁波，物体也可以辐射电磁波（相当于物体自身发光）。

【为什么要定义黑体】一个物体“发光”了，辐射电磁波了，那么我们通过研究物体辐射电磁波的情况就可以了解该物体的一些性质，毕竟这些电磁波是物体自己“发出来”的。但是，我们在研究时是有干扰的，因为辐射电磁波的物圣光调息体也会反射环境中的电磁波，我们难以判断物体的电磁波是“反射”还是“辐射”，所以，我们要找一个只辐射电磁波但不反射电磁波的物体，该物体就是“黑体”！

【黑体的定义】能够完全吸收投射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。简单地说，黑体只会辐射电磁波，不会反射电磁波。所以，黑体是一种理想化模型。

【说明2】黑体会辐射电磁波，可见光也是电磁波，所以黑体可能辐射可见光，所以黑体不一定是“黑色物体”。“黑色物体”更加不是黑体，因为“黑色物体”只是不反射可见光，不是不反射所有电磁波。

【黑体的性质】现在我们知道了“黑体”能够辐射电磁波，且辐射电磁波的强度只与温度有哪种车险好关。

而一般物体，不是“黑体”的物体，辐射电磁波的强度除了跟温度相关外，还和物体材料种类及表面状况等有关。

于是，我们实验全国骨科医院排名得到黑体辐射电磁波强度与波长分布图，如下，

对于上面的图，我们可以知道，

我们要知道图中的横坐标表示黑体辐射的电磁波的波长，我们简单理解为一种波长对应一种电磁波。

（1）当温度一定时，黑体可以辐射多种波长的电磁波，就是说，黑体可以辐射出多种电磁波，其中存在某种“强度最大”的电磁波。

（2）当温度增大时，黑体辐射的多种电磁波的强度都增大，其中“强度最大”的电磁波的十四阙波长变小，或者表述为，辐射电磁波强度的极大值向波长变小方向移动。

【紫外灾难】许多物理学家都提出了相关理论公式windows播放器，得到了黑体辐射强度与温度、波长的函数关系，其中“瑞利-金斯公式”在波长较长的区域与实验结果吻合较好，而在波长较短的区域出现严重偏差，这种现象称为“紫外灾难”，就是说在紫外线电磁波区域，“瑞wilson病利-金斯公式”根本无法表示黑体辐射强度与温度、波长的关系。

【普朗克的贡献】普朗克用数学方法拟合出了黑体辐射强度与温度、波长的数学函数，或者叫做公式，然后想出了一套新理论来解释这个公式，这个新理论就是“量子”，就是说，黑体辐射的能量是一份一份的，而不是连续的。

打个形象的比方，如果黑体辐射能量是连续的，就像是水枪一样，射出的水是连续的，而黑体辐射的能量是不连续的，就是子弹枪一样稀缺资源，是一份一份的，当然这样比方不是很合适，这里是说能量是一份一份的，而不留学费用是说物质是一份一份的。

普朗克还提出，黑体辐射能量的最小值是 \varepsilo特朗普对华政策n=hv ，所以，黑体辐射的能量只能是 hv 的整数倍。

这里我们只要知道，普朗克为了解释黑体辐射强度与温度、波长之间的函数关系，提出了黑体辐射能量是一份一份的量子的假说，即可。

【量子】所谓量子，就是“最小的一份”，就是不连续的意思。

好了，大致就是这些。看几道例题。

例1（浙江2021年1月物理选考第2题，单选）：2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（　　）

A．是计算机运算的一种程序 B．表示运算速度的一个单位

C．表示微观世界的不连续性观念 D．类似于质子、中子的微观粒子

解：选C。

例2（浙江2020年7月物理选考第4题，单选）：在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．当体温超过37.3℃时人体才辐射红荷兰奶粉外线

B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线

C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的

D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的

解：人不是“黑体”，但也可以辐射电磁波，主要是辐射“红外线”，红外线不是可见光，所以人不会发光，但人确实可什么叫金融危机以辐射红外线，且辐射强度与温度有关，当然还和人的其他因素也相关，但会受温度影响，所以，当人的体温发生变化时，其辐射的红外线强度就会发生变化，体温计就根据红外线强度的变化“感受”人的体预售方案温变化。

选D。

例3（单选）：关于好看的ppt模板黑体辐射的实验规律不正确的有（ ）

A．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有所增加

B．随着温度的升高，辐射强度的人际关系测试极大值向波长较短的方向移动

C．能正确解释黑体辐射实验规律的是普朗克提出的能量量子化理论

D．对黑体辐射电磁波的波长分布有影响的是温度、材料、表面状况

解：黑体辐射强度随波长分布只受温度影响，选D。

好了，讲完啦！

小伙伴们，咱们下期再见啦！

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