什麼是黑體

2024-03-05

何謂黑體

在熱力學中,黑體(Black body),是一個理想化的物體,它能夠吸收外來的全部電 磁輻射,並且不會有任何的反射與透射。 隨著溫度上升,黑體所輻射出來的電磁波與光線 則稱做黑體輻射。

黑體對於任何波長的電磁波的吸收係數為1,透射係數為0。但黑體未必是黑色的,即使不反 射任何的電磁波,它也可以放出電磁波,而這些電磁波的波長和能量則全取決於黑體的溫 度,不因其他因素而改變。

對於人的視覺而言,黑體在700K以下時看起來是黑色的,這是由於在700K(426.85°C)之下 的黑體所放出來的輻射能量很小且輻射波長在可見光範圍之外。

若黑體的溫度高過上述的溫度的話,黑體則不會再是黑色的了,它會開始變成紅色,並且隨著溫度的升高,而分別有橘色、黃色、白色等顏色出現,即黑體吸收和放出電磁波的過程遵循了光譜,其軌跡為普朗克軌跡(或稱為黑體跡)。

黑體輻射實際上是黑體的熱輻射。在黑體的光譜中,由於高溫引起高頻率即短波長,因此較高溫度的黑體靠近光譜結尾的藍色區域而較低溫度的黑體靠近紅色區域。
在室溫下,黑體放出的基本為紅外線,但當溫度漲幅超過了百度之後,黑體開始放出可見光,根據溫度的升高過程,分別變為紅色,橙色,黃色,白色和藍色。當黑體變為白色的時候,它同時會放出大量的紫外線。

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