A Preliminary Study of Blackbody radiation

Planck Black Body Radiation Theory

Rayonnement Blackbody

• Corps noir：Un objet capable d'absorber complètement toutes les longueurs d'onde électromagnétiques incidentes sans réflexion.
• Rayonnement Blackbody：Le corps noir ne reflète pas les ondes électromagnétiques,Mais peut rayonner des ondes électromagnétiques vers l'extérieur,Ce rayonnement s'appelle le rayonnement du Corps noir.
• Le rayonnement Blackbody est un rayonnement thermique idéal,Uniquement en fonction de la température.
• Tout objet,Tant que sa température est supérieure à zéro absolu,En émettant des radiations autour,Ça s'appelle le rayonnement thermique. Tant que sa température est supérieure à zéro absolu,Pour absorber l'énergie rayonnante de l'extérieur.
• La figure ci - dessous montre les résultats expérimentaux
  
• Note:：Ici.$\nu$Est la fréquence de rayonnement d'un objet,Comme la mécanique classique$f$.

Les difficultés de la théorie classique

Riley-La formule de Kings

• Formule de répartition de l'énergie radiante du bilan thermique dérivée de l'électrodynamique classique et de la mécanique statistique.
• La formule est la suivante:：$$w(v,T)=\frac{8\pi v^2}{c^3}kT$$
• $k$C'est la constante de Boltzmann,$с$C'est la vitesse de la lumière dans le vide,$T$C'est la température thermodynamique.
• Riley-La formule de Kings en ondes longues ou à haute température,En accord avec les résultats expérimentaux,Mais en ondes courtes,La densité d'énergie augmente rapidement et monotonement,En contradiction avec les résultats expérimentaux（Catastrophe UV）.

La formule de Wien

• Formule de répartition de l'énergie radiante du bilan thermique basée sur la thermodynamique et les hypothèses .
• La formule est la suivante:：$$w(v,T)=\frac{8\pi h{v}^3}{c^3}{e}^{-hv/kT}$$
• La formule de Wien correspond aux résultats expérimentaux à ondes courtes , Mais dans les longues vagues, il y a une grande différence .
• Caractéristiques communes de la physique classique , Quantité physique continue , Mais rien n'explique le spectre de rayonnement du Corps noir .
  
• Faites attention à la distinction., L'abscisse de l'image ci - dessus est la longueur d'onde , Et dans la première image ,L'abscisse est la fréquence, C'est le compte à rebours ,Ne pas mélanger.

Quantification de l'énergie de Planck

• Précédemment mentionné： Caractéristiques communes de la physique classique , Quantité physique continue , Mais rien n'explique le spectre de rayonnement du Corps noir .
• Energion ：
  • 1900Année, Planck propose d'expliquer le spectre de rayonnement du Corps noir , L'énergie ne peut être qu'un multiple intégral d'une certaine énergie minimale .
  • La taille de l'énergie de l'energion est ：$\epsilon =hv$
  • Parmi eux$h=6.626\ast 10^{-34}J\ast s$, Appelé constante de Planck .
• Par quantification , On peut déduire des formules qui correspondent aux résultats expérimentaux du rayonnement Blackbody .Voir la figure ci - dessus.
• Une compréhension personnelle de l'énergie ：
  • Comme une pièce d'un dollar , Supposons maintenant que la plus petite Unit é monétaire soit 1La pièce de yuan（ Il n'y a pas beaucoup de poils ）, Donc maintenant pour acheter quelque chose 100Bloc, Alors je ne peux que sortir 100 Une pièce d'un dollar pour payer ce prix .
  • La plus petite Unit é monétaire dont il a été question plus haut est 1Yuan,Alors la question se pose., Si les frais que je dois payer sont 99.5Et alors?？ Comment puis - je conclure l'accord en combinant ？
  • En fait, en échange d'argent , Ce n'est pas le cas en soi , Ce qui veut dire qu'il n'y aura pas de frais 99.5 En échange de .C'est - à - dire, En quantique , L'échange d'énergie ne peut être qu'un multiple intégral de la plus petite Unit é .