核先生科普2019-02-24 23:48:16

不論提問還是閱讀這類問題的一定是24K純理工男，今天我們就來聊聊黑體輻射這些事兒。

黑體輻射

我們知道絕對零度是不可能實現的，因而任何物體都能夠不斷地吸收、反射和輻射電磁波，但是黑體不一樣，以一種“來者不拒”的電磁波終結者的氣勢，將所有輻射來的電磁波通通吸收而並不反射，這種現象就叫黑體輻射。值得注意的是黑體自身也能輻射電磁波。

黑體不是黑色的

日常生活中，黑色的物體是最容易吸收可見光的，但是可見光只是電磁波的一種，黑體的顏色並不是黑色的，

實際中絕對的黑體並不存在

，因為任何物質多少都會反射一些電磁波的，

太陽是一個天然的黑體近似體

，因為太陽是一個氣態的星球，對於電磁波的反射很小。

科學家為了研究黑體輻射方便，設計出了一種近似的黑體，這種黑體長下圖這樣：

一個大的金屬空腔，金屬是可以遮蔽電磁波的，空腔表面開一個小洞，小洞面積遠小於表面積，這樣從小洞入口射入一束電磁波，這束電磁波就會在空腔內來回反射直至被全部吸收，這樣就可認為是一個黑體。

正是研究這個物體的能量密度和入射電磁波頻率的關係過程中發現了紫外災變現象。

紫外災變現象

先後有好幾位物理學大牛研究過黑體輻射，其中就有普朗克、維恩、瑞麗金斯等。如下圖所示，瑞麗金斯公式在長波段的外射線上和實驗測量值吻合得很好，但是在計算短波段的時候，用此公式算出來的能量密度是趨於無窮大的，與實驗測量偏差很大，

這個事件當時就被稱為紫外災變。

實際上如果能量密度真的可以趨於無窮大也是很可怕的，一方面可能有益於人類，如應用在能源方面，另一方面還可能危害和平，如應用在武器領域。

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