诺贝尔物理学奖百年回顾(续)

 （续前期）１９１１年维恩（ＷｉｌｈｅｌｍＣａｒｌＷｅｒｎｅｒＯｔｔｏＦｒｉｔｚＦｒｎａｚＷｉｅｎ１８６４－１９２８）因发现热辐射规律──维恩位移定律,建立黑体辐射的维恩公式,获得了１９１１年度诺贝尔物理学奖．１９世纪末,人们已经认识到热辐射和光辐射都是电磁波,并对辐射能量在不同频率范围内的分布问题,特别是黑体辐射,进行了较深入的理论和实验研究．维恩和拉梅尔（Ｏ．Ｌｕｍｍｅｒ）发明了第一个实用黑体──空腔发射作,为他们的实验研究提供了所需的“完全辐射”。维恩在前人研究的基础上于１８９３年提出了理想黑体辐射的位移定律：λｍａｘＴ＝常数。该定律指出,随着温度（Ｔ）的升高,与辐射能量     

红外测温

 一、红外测温的理论基础我们知道,自然界的一切物体都不断地辐射着红外线,它是由物质内部分子或原子的能级发生跃迁时产生的电磁辐射。随着人们对光学研究的深入,建立了基本的辐射定律,为红外科学奠定了理论基础,红外测温成为应用的一个重要方面。红外测温是辐射式测温的一种,是利用物体的热辐射来测量物体温度的。红外辐射的基本定律是斯忒藩、玻尔兹曼、普朗克等人的黑体辐射定律。黑体是一种理想模型,它能吸收全部入射的辐射而没有反射,是计算热辐射理论最简单的情况。辐射定律就是根据黑体研究出来的。     

讲好量子力学绪论课从Planck公式推证开始

从量子力学绪论课的开端——黑体辐射入手,在普朗克能量量子化假说,引入普朗克常数基础上,结合完善的热力学统计物理学理论,对Planck辐射公式进行了简单、清晰的推证.拨开迷雾,从源头开始,阐明Planck辐射定律及其物理背景,使学生明白量子论的产生不是凭空的,是解决经典物理学中所存在的矛盾的必然性结果,从而能够帮助学生更好地理解量子力学,使得量子力学及相关课程教学效果得到很好的提升.     

红外测温

一、红外测温的理论基础我们知道 ,自然界的一切物体都不断地辐射着红外线 ,它是由物质内部分子或原子的能级发生跃迁时产生的电磁辐射。随着人们对光学研究的深入 ,建立了基本的辐射定律 ,为红外科学奠定了理论基础 ,红外测温成为应用的一个重要方面。红外测温是辐射式测温的一种 ,是利用物体的热辐射来测量物体温度的。红外辐射的基本定律是斯忒藩、玻尔兹曼、普朗克等人的黑体辐射定律。黑体是一种理想模型 ,它能吸收全部入射的辐射而没有反射 ,是计算热辐射理论最简单的情况。辐射定律就是根据黑体研究出来的。其形式为 :Ｅ0 (Ｔ) =σＴ…     

钟速同步的传递性等价于热力学第零定律

平直或弯曲时空中的平衡热辐射,表现出用坐标量表示的普朗克黑体谱.把热平衡系统的辐射具有普朗克黑体谱作为一条基本的物理规律,以此为基础,论证钟速同步的传递性等价于热力学第零定律.钟速同步的条件比建立同时面的条件要弱.满足这一条件的时空,热力学第零定律在其中成立.第零定律成立的时空,一定可以定义统一的钟速. 关键词：     

诺贝尔物理学奖百年回顾(续)

（续前期） １９１１年 维恩（Ｗｉｌｈｅｌｍ Ｃａｒｌ Ｗｅｒｎｅｒ Ｏｔｔｏ Ｆｒｉｔｚ ＦｒｎａｚＷｉｅｎ １８６４－１９２８）因发现热辐射规律──维恩位移定律,建立黑体辐射的维恩公式,获得了１９１１年度诺贝尔物理学奖． １９世纪末,人们已经认识到热辐射和光辐射都是电磁波,并对辐射能量在不同频率范围内的分布问题,特别是黑体辐射,进行了较深入的理论和实验研究．维恩和拉梅尔（Ｏ．Ｌｕｍｍｅｒ）发明了第一个实用黑体──空腔发射作,为他们的实验研究提供了所需的“完全辐射”。维恩在前人研究的基础上于１８９３年…     

黑体热辐射的微机描绘

本文用 QBASIC程序实现了黑体热辐射的微机描绘 .程序具有良好的界面和坚固性 ,通过编程、运行程序 ,一方面可以让学生从交互操作过程中深入理解黑体热辐射规律 ,另一方面还可以让学生在学习物理知识的同时使他们的程序设计能力得到培养 .     

黑体热辐射的微机描绘

本文用ＱＢＡＳＩＣ程序实现了黑体热辐射的微机描绘,程序具有良好的界面和坚固性,通过编程、运行程序,一方面可以让学生从交互操作过程中深入理解黑体热辐射规律,另一方面还可以让学生在学习舶听同时使他们的程序设计能力得到培养。     

基尔霍夫定律对半透明反射平行板热辐射的应用

基尔霍夫(Kirchhoff)热辐射定律是光学和传热学的重要定律之一,内容为:热平衡条件下,任何物体的辐射度rλ,t与其吸收本领aλ,t的商是波长和温度的普适函数 f(λ,t),与物体的性质无关.表为其中rλ,t表示辐射体单位表面积在温度t,向2π立体角发出的波长为λ至λ dλ的辐射通量密度;aλ,t表示辐射体在温度t时吸收属于波长λ的单位波长间隔的辐射通量与射到该物体表面该波长间隔的辐射通量之比. 能够在任何温度下吸收所有波长的辐射即吸收本领αBλt=1的物体称为黑体,黑体的辐射度,Z.;一j(A,t).为了研究绝大多数非黑体的热辐射特性,常以黑体辐…     

普朗克量子论的教学探讨

给出了符合科学发展、符合教学逻辑的普朗克量子论的讲解方案,先讲热辐射的基尔霍夫定律,然后讲黑体辐射谱的维恩公式,瑞利-金斯公式和普朗克公式,最后讲普朗克的量子论.     

利用刚体转动惯量实验仪验证转动定律的设计

介绍了设计性实验“利用刚体转动惯量实验仪验证转动定律”.该实验要求学生理解刚体动力学原理;利用实验室现有的仪器,对刚体转动惯量实验仪进行改装;提出新的实验原理,可以对阻力矩进行估测,利用该实验装置验证刚体定轴转动定律.     

量子力学创建过程中的假说与真理

在物理学的发展过程中,当一些新发现或新实验结果不能用已有理论自圆其说时,假说便被有洞察力,有创新精神的科学家大胆提出,而当这一假说获得足够的实验支持后,假说便成为真理,至此,一种新的理论诞生．１９世纪末,２０世纪初,以普朗克的量子假说引发的一系列假说,成为物理学理论的一次革命,谱写了一部创建量子力学的壮丽史诗．１　普朗克的量子假说量子力学是从经典理论运用于解决黑体辐射现象的失败中产生的．所谓黑体：是指能吸收全部外来辐射而毫无反射的理想热辐射体．根据经典物理学理论导出的公式都不能很好地说明黑体辐射…     

谈谈辐射

对辐射的认识是不断深化的。大家知道,处在不同温度和环境下的物体,都以电磁辐射形式发出能量,这被称为热辐射,能吸收全部外来辐射而毫无反射的理想热辐射体称为“黑体”。在黑体辐射中,存在各种波长     

黑体热辐射光谱的宽度与对称性研究及其应用

在获得归一化黑体热辐射光谱图的基础上,定义了黑体热辐射光谱的相对宽度RWη和对称性因子RSFη两个重要参数,并对这两个参数的理论结果予以实验验证,从而可以构成一种新的测温方法,并可望建立一种新的温度标准.     

维恩（Wien，Wilhelm，1864-1928）德国物理学家（Physicist，Germany）

维恩是地主的儿子。在学生时代，他有幸当了赫姆霍兹的助手，得到良师指导，于1886年获得博士学位。他因发现理想黑体辐射位移律，获1911年诺贝尔物理学奖。维恩定律的精确度对较长波长会降低，经普朗克。进一步探索，最后得出辐射的量子论。黑体发出的辐射，虽然分布在很宽的波长范围里，但是有一个中间波长的辐射达到最大。1893年，维恩提出黑体辐射定律，说明这个最大波长与黑体的热力学温度成反比。     

组合式黑体辐射实验装置的搭建和探究

利用HFY-200BII型黑体辐射源和相应的热辐射探测器以及微伏特计搭建了一套组合式黑体辐射实验装置,通过该装置验证了黑体辐射的基本规律,论证了黑体辐射实验方法的可行性.     

关于热辐射基尔霍夫定律及其应用的一些讨论

基尔霍夫定律是有关热辐射的基本定律中的一条,在热辐射的理论和应用中都占有很重要的地位。本文中先对定律本身给出严密的证明,然后结合常见的一些疑难进一步讨论在实际应用中应该注意的一些问题。 一、关于基尔霍夫定律的证明 众所周知物体的热辐射是一种温度辐射,即只依赖于温度的辐射。温度是平衡态的状态参量,因而热辐射是一种平衡辐射。所以首先要强调对热辐射的严格讨论只能是对一个达到平衡态的系统来进行。经常引用的绝热等温空腔就是这样一个系统,腔壁以及腔内各物具有同一温度T。由于这时的能量交换只有热辐射而无热传导和热对…     

纳米光学辐射传热:从热辐射增强理论到辐射制冷应用

热辐射作为一种无处不在的物理现象,对于科学研究和工程应用都具有重要意义.传统上对热辐射的理解主要是基于普朗克定律,它描述了物体通过辐射交换能量的能力.而近年来的研究表明,由于微纳光学材料在尺寸上远小于热辐射峰值波长,它们的热辐射性质往往很大程度上有别于传统黑体辐射理论所描述的宏观物体.更重要的是,微纳光学材料的热辐射性质可以通过改变它们的几何尺寸和微观构型进行定量的优化设计与精确调控.纳米光学材料与辐射制冷效应的结合,给热辐射效应在能源和环境等相关领域的应用提供了极具前景的应用价值.本文首先从热辐射的基本原理和规律出发,介绍纳米结构热辐射增强的发展进程和最新进展,包括二维材料间的近场热辐射机理以及尺寸效应导致的远场热辐射增强;其次,介绍了近年来纳米光学材料在辐射制冷应用中的重大进展,包括可以实现高效日间辐射制冷的各种纳米光学材料设计;最后,进一步介绍了日间辐射制冷的各种实际应用,包括建筑物制冷、冷凝水收集、舒适衣物与太阳能电池降温等.此外,展望了纳米光学材料的辐射制冷技术在推动荒漠生态环境的治理与改造方面的广阔未来.     

维恩位移定律叙述中的一个常见错误

本文旨在指出普物教材中,有关维恩位移定律叙述中的一个常见错误,维恩位移定律是指:在一定温度下黑体辐射的峰值波长λ_m 和黑体热力学温度 T 的乘积是一个常数,即     

对阿基米德定律演示仪器的改进

改进了阿基米德定律演示实验装置。通过重新设计阿基米德定律演示实验仪的支架结构和溢水杯的出水口,使整套设备操作使用方便,效果明显提高。