瑞利-金斯定律
用于计算黑体辐射强度的定律
瑞利-金斯定律是用于计算黑体辐射强度的一个定律。瑞利-金斯定律在波长较长时与实验相符。但是,在波长较短时,w趋向于无穷大,这于实验数据相违背。
简介
瑞利-金斯定律是用于计算黑体辐射强度的一个定律。设为辐射的能量密度,k是玻尔兹曼常数,c为真空中的光速,T是热力学温度,则
瑞利-金斯定律在波长较长时与实验相符。但是,在波长较短时,趋向于无穷大,这于实验数据相违背。
斯特藩-玻尔兹曼定律
斯特藩-玻尔兹曼定律(Stefan-Boltzmann law),又称斯特藩定律,是热力学中的一个著名定律,其内容为: 一个黑体表面单位面积在单位时间辐射出的总能量(称为物体的辐射度或能量通量密度)j与黑体本身的热力学温度T(又称绝对温度)的四次方成正比,即:
其中辐射度j具有功率密度量纲(能量/(时间·距离)),国际单位制标准单位为焦耳/(秒·平方米),即瓦特/平方米。绝对温度T的标准单位是开尔文,为黑体的辐射系数;若为绝对黑体,则
比例系数σ称为斯特藩-玻尔兹曼常数或斯特藩常量。它可由自然界其他已知的基本物理常数算得,因此它不是一个基本物理常数。该常数的值为:
所以温度为100 K的绝对黑体表面辐射的能量通量密度为5.67 W/m2,1000 K的黑体为56.7 kW/m2,等等。
斯特藩-玻尔兹曼定律是一个典型的幂次定律。
本定律由斯洛文尼亚物理学家约瑟夫·斯特藩(Jožef Stefan)和奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼分别于1879年和1884年各自独立提出。提出过程中斯特藩通过的是对实验数据的归纳总结,玻尔兹曼则是从热力学理论出发,通过假设用电磁波辐射)代替气体作为热机的工作介质,最终推导出与斯特藩的归纳结果相同的结论。本定律最早由斯特藩于1879年3月20日以Über die Beziehung zwischen der Wärmestrahlung und der Temperatur(《论热辐射与温度的关系》)为论文题目发表在维也纳科学院的大会报告上,这是唯一一个以斯洛文尼亚人的名字命名的物理学定律。
本定律只适用于黑体这类理想辐射源。
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最新修订时间:2022-08-25 15:20
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斯特藩-玻尔兹曼定律
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