簡述黑體輻射實驗裝置

㈠ 什麼是普朗克黑體輻射實驗

普朗克 德國物理學家。1900年為了克服經典物理學對黑體輻射現象解釋上的困難，創立了物質輻射(或吸收)的能量只能是某一最小能量單位(能量量子)的整數倍的假說，即量子假說，對量子論的發展有重大影響。在熱力學和統計物理學方面，如關於熱力學定律的表述、非平衡態理論等，都有一定貢獻。
一、生平簡介
普朗克M.(Max Planck1858～1947)近代偉大的德國物理學家，量子論的奠基人。1858年4月23日生於基爾。1867年，其父民法學教授J.W.von普朗克應慕尼黑大學的聘請任教，從而舉家遷往慕尼黑。普朗克在慕尼黑度過了少年時期，1874年入慕尼黑大學。1877～1878年間，去柏林大學聽過數學家K.外爾斯特拉斯和物理學家H.von亥姆霍茲和G.R.基爾霍夫的講課。普朗克晚年回憶這段經歷時說，這兩位物理學家的人品和治學態度對他有深刻影響，但他們的講課卻不能吸引他。在柏林期間，普朗克認真自學了R.克勞修斯的主要著作《力學的熱理論》，使他立志去尋找象熱力學定律那樣具有普遍性的規律。1879年普朗克在慕尼黑大學得博士學位後，先後在慕尼黑大學和基爾大學任教。1888年基爾霍夫逝世後，柏林大學任命他為基爾霍夫的繼任人(先任副教授，1892年後任教授)和理論物理學研究所主任。1900年，他在黑體輻射研究中引入能量量子。由於這一發現對物理學的發展作出的貢獻，他獲得1918年諾貝爾物理學獎。
自20世紀20年代以來，普朗克成了德國科學界的中心人物，與當時德國以及國外的知名物理學家都有著密切聯系。1918年被選為英國皇家學會會員，1930～1937年他擔任威廉皇帝協會會長。在那時期，柏林、哥廷根、慕尼黑、萊比錫等大學成為世界科學的中心，是同普朗克、W.能斯脫、A.索末菲等人的努力分不開的。在納粹攫取德國政權後，以一個科學家對科學、對祖國的滿腔熱情與納粹分子展開了，為捍衛科學的尊嚴而斗爭。1947年10月4日在哥廷根逝世。
二、科學成就
①普朗克早期的研究領域主要是熱力學。他的博士論文就是《論熱力學的第二定律》。此後，他從熱力學的觀點對物質的聚集態的變化、氣體與溶液理論等進行了研究。
②提出能量子概念
普朗克在物理學上最主要的成就是提出著名的普朗克輻射公式，創立能量子概念。
19世紀末，人們用經典物理學解釋黑體輻射實驗的時候，出現了著名的所謂「紫外災難」。雖然瑞利、金斯(1877—1946)和維恩(1864—1928)分別提出了兩個公式，企圖弄清黑體輻射的規律，但是和實驗相比，瑞利-金斯公式只在低頻范圍符合，而維恩公式只在高頻范圍符合。普朗克從1896年開始對熱輻射進行了系統的研究。他經過幾年艱苦努力，終於導出了一個和實驗相符的公式。他於1900年10月下旬在《德國物理學會通報》上發表一篇只有三頁紙的論文，題目是《論維恩光譜方程的完善》，第一次提出了黑體輻射公式。12月14日，在德國物理學會的例會上，普朗克作了《論正常光譜中的能量分布》的報告。在這個報告中，他激動地闡述了自己最驚人的發現。他說，為了從理論上得出正確的輻射公式，必須假定物質輻射(或吸收)的能量不是連續地、而是一份一份地進行的，只能取某個最小數值的整數倍。這個最小數值就叫能量子，輻射頻率是ν的能量的最小數值ε=hν。其中h，普朗克當時把它叫做基本作用量子，現在叫做普朗克常數。普朗克常數是現代物理學中最重要的物理常數，它標志著物理學從「經典幼蟲」變成「現代蝴蝶」。1906年普朗克在《熱輻射講義》一書中，系統地總結了他的工作，為開辟探索微觀物質運動規律新途徑提供了重要的基礎。
三、趣聞軼事
①啟蒙老師
普朗克走上研究自然科學的道路，在很大程度上應該歸功於一個名叫繆勒的中學老師。普朗克童年時期愛好音樂，又愛好文學。後來他聽了繆勒講的一個動人故事：一個建築工匠花了很大的力氣把磚搬到屋頂上，工匠做的功並沒有消失，而是變成能量貯存下來了；一旦磚塊因為風化松動掉下來，砸在別人頭上或者東西上面，能量又會被釋放出來，……這個能量守恆定律的故事給普朗克留下了終生難忘的印象，不但使他的愛好轉向自然科學，而且成為他以後研究工作的基礎之一。
②「普朗克行星」
普朗克進入科學殿堂以後，無論遇到什麼困難，都沒有動搖過他獻身於科學的決心。他的家庭相繼發生過許多不幸：1909年妻子去世，1916年兒子在第一次世界大戰中戰死，1917年和1919年兩個女兒先後都死於難產，1944年長子被希特勒處死。但是普朗克總是用奮發忘我的工作抑制自己的感情和悲痛，為科學做出了一個又一個重要的貢獻。
他一生發表了215篇研究論文和7部著作，其中包括1959年所著的《物理學中的哲學》一書。
在普朗克誕辰80周年的慶祝會上，人們「贈給」他一個小行星，並命名為「普朗克行星」。1946年他雖然體弱，但卻非常高興地出席了皇家學會的紀念牛頓的集會。
③墓碑號刻著他的名和h的值
普朗克為人謙虛，作風嚴謹。在1918年4月德國物理學會慶賀他60壽辰的紀念會上，普朗克致答詞說：「試想有一位礦工，他竭盡全力地進行貴重礦石的勘探，有一次他找到了天然金礦脈，而且在進一步研究中發現它是無價之寶，比先前可能設想的還要貴重無數倍。假如不是他自己碰上這個寶藏，那麼無疑地，他的同事也會很快地、幸運地碰上它的。」這當然是普朗克的謙虛。洛侖茲在評論普朗克關於能量子這個大膽假設的時候所說的話，才道出了問題的本質。他說：「我們一定不要忘記，這樣靈感觀念的好運氣，只有那些刻苦工作和深入思考的人才能得到。」
1947年10月3日，普朗克在哥廷根病逝，終年89歲。德國政府為了紀念這位偉大的物理學家，把威廉皇家研究所改名叫普朗克研究所。
普朗克的墓在哥庭根市公墓內，其標志是一塊簡單的矩形石碑，上面只刻著他的名字，下角寫著：h=6.62×10-27爾格·秒。

㈡ 黑體輻射的原理是什麼

黑體輻射原理的發現

「普朗克是一位保守的物理學家」，人們常常這樣評價。

這樣一個保守的物理學家，是20世紀傑出的自然學者之一，如果以重要性而論的話，繼伽利略與牛頓、愛因斯坦之後，開啟物理學新時代的正是普朗克。

在18世紀末，很多科學家沒有意識到原子的存在。到了19世紀中期，人們得到了原子的重量，但是無法對原子觀測。

還有一個實際困難，即如果原子組成物體，那麼無限細分物體的觀念就要受到限制，而原子的自由度也要受限制，不然就會出現即使是尋常的溫度升高也需要無限大的能量。為了解決這樣的問題，很多理論在經典力學與電磁理論下謹慎地說明了一些現象，沒有脫離人們的傳統認識。

然而，有一個問題卻久久地困擾著人們。

這不是一個原子問題，而是一個古典的熱力學難題——黑體輻射。

1893年，威廉·維恩提出一個數學公式。這種公式在光譜的短波部分使測定值與計算值完全相一致，然而用在中波和長波部分卻無效。

1900年，英國物理學家為長波找到了一個規律。瑞利根據經典統計力學和電磁理論，推導出黑體輻射的能量分布公式，這個數學式子適用於長波，在短波部分卻是無窮值，可相反的是，實驗結果是零。

這個反差強烈的嚴重問題，被稱為「紫外災難」，因為紫外線是長波、中波與短波的分界波。

㈢ 黑體輻射現象的簡介

在熱力學和統計物理學方面，如關於熱力學定律的表述、非平衡態理論等，都有一定貢獻。當時他為了推導出一個與實驗結果相符合的黑體輻射公式，普朗克把黑體輻射看作是帶電諧振子振動時釋放的能量，並假設這些諧振子的能量不能連續變化，而只能取一些分立值，如果振子的固有頻率為v則它們只能有最小能量ε0=hv（h表示普朗克常數，物理學中普適常數之一，其數值為6.626×10∧-34焦耳/秒。）的整數倍：ε0，2ε0，3ε0，…，nε0…，這些分立的能量值稱為諧振子的能級。能量的變化竟然是不連續的，這不僅對古典物理理論是離經叛道的，而且也為常識所不容。量子論的出現，物理學界最初的反應是極其冷淡的。人們只承認普朗克那個同實驗一致的經驗性的輻射公式，而不承認他的理論性的量子假說。在當時的環境下，就連普朗克本人也對自己的冒昧行動惴惴不安，甚至一有機會就想倒退到古典立場。用他的話說，這「完全是一種孤注一擲的行動」，「由於當時考慮到這個問題對於物理具有根本的重要性」，「必須不惜任何代價去找出理論解釋。」

㈣ 黑體輻射與邁克爾遜實驗是什麼

任何物體都具有不斷輻射、吸收、發射電磁波的本領。輻射出去的電磁波在各個波段是不同的，也就是具有一定的譜分布。這種譜分布與物體本身的特性及其溫度有關，因而被稱之為熱輻射。為了研究不依賴於物質具體物性的熱輻射規律，物理學家們定義了一種理想物體——黑體(black body)，以此作為熱輻射研究的標准物體。 所謂黑體是指入射的電磁波全部被吸收，既沒有反射，也沒有透射( 當然黑體仍然要向外輻射)。顯然自然界不存在真正的黑體，但許多地物是較好的黑體近似( 在某些波段上)。 基爾霍夫輻射定律(Kirchhoff)，在熱平衡狀態的物體所輻射的能量與吸收的能量之比與物體本身物性無關,只與波長和溫度有關。按照基爾霍夫輻射定律，在一定溫度下，黑體必然是輻射本領最大的物體，可叫作完全輻射體。 絕對黑體的熱輻射的規律比較簡單，在19世紀末許多人做了大量研究，黑體輻射的波長並不是單一的，它同時輻射各種波長的電磁波。不同波長的電磁波，它們的強度也不一樣。隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射長度都有所增加，另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，或者可以忽略的說，「溫度越高，輻射的電磁波的波長越短。」{燒紅的鐵塊如果繼續升溫，就會達到「白」熱，這是因為溫度升高後，在它的輻射光中，波長較短的如藍光紫光所佔的比率就會增加，更接近日光燈的各種顏色比例，因此看起來是白色的。 簡單就說這些。 1881年-1884年，阿爾伯特·邁克爾遜（Albert Michelson）和愛德華·莫雷（Edward Morley）為測量地球和以太的相對速度，進行了著名的邁克爾遜—莫雷實驗，測量了不同方向上的光速。然而實驗結果顯示，並不存在這個速度差異。這實際上證明了光速不變原理，即真空中光速在任何參照系下具有相同的數值，與參照系的相對速度無關，以太其實並不存在。後來又有許多實驗支持了上面的結論。實驗中用一個分光鏡將一束光分成兩束相互垂直的光，讓它們經過一系列的反射後再進行干涉，如果真的有以太存在，則這兩珠光的速度是不同的，因為有地球的自轉帶動著以太。而實驗結果卻證明了光速不變，是愛因斯坦相對論的重要實驗依據。

㈤ 黑體輻射實驗觀測到哪些實驗現象

任何物體都具有不斷輻射、吸收、發射電磁波的本領.輻射出去的電磁波在各個波段是不同的,也就是具有一定的譜分布.這種譜分布與物體本身的特性及其溫度有關,因而被稱之為熱輻射.為了研究不依賴於物質具體物性的熱輻射規律,物理學家們定義了一種理想物體——黑體(black body),以此作為熱輻射研究的標准物體. 所謂黑體是指入射的電磁波全部被吸收,既沒有反射,也沒有透射( 當然黑體仍然要向外輻射).黑洞也許就是理想的黑體．基爾霍夫輻射定律(Kirchhoff),在熱平衡狀態的物體所輻射的能量與吸收的能量之比與物體本身物性無關,只與波長和溫度有關.按照基爾霍夫輻射定律,在一定溫度下,黑體必然是輻射本領最大的物體,可叫作完全輻射體.

㈥ 普朗克黑體輻射實驗中，是如何靠改變電流來改變色溫的具體的關系是什麼

通過WGH-10型黑體實驗裝置,由光柵單色儀,接收單元,掃描系統,電子放大器,A/D採集單元,電壓可調的穩壓溴鎢燈光源來改變色溫