什么是普朗克定律（Planck's law）？
发布时间：2023-10-26 10:17:57 阅读数： 591
普朗克定律又称普朗克辐射定律，是描述在一定温度下处于热平衡状态的黑体发射电磁辐射的基本原理。黑体是一个完美的物体，它可以吸收或发射落在其上的所有频率、所有入射角度的辐射。1900 年，德国物理学家马克斯-普朗克（Max Planck）提出了黑体辐射、温度和波长之间的关系式。
经典物理学假定辐射是由物质连续发射的，具有平滑的能级谱，但它无法解释观测到的黑体辐射谱。
普朗克认为，原子和分子只能以被称为量子的特定离散量发射或吸收能量。以电磁辐射形式发射或吸收的最小能量称为量子。
该定律描述了在给定温度 T 下处于热平衡状态的黑体在所有波长上发射的电磁辐射的光谱密度，此时黑体与周围环境之间不存在物质或能量的净转移。
根据这一假设，普朗克证明，在绝对温度 T 下，对于特定频率 ν，一个物体的光谱辐射率可以表示如下：
这里，B(ν,T) = 光谱辐射密度的测量值，h = 普朗克常数，c = 光速，ν = 电磁辐射的频率，T = 身体的绝对温度，kB = 玻耳兹曼常数。
一个物体的光谱辐射密度（用 Bν 表示）描述了它在不同频率上以辐射形式发射的能量。它是以物体单位面积、单位实体角度（辐射被测量）和单位频率所发射的功率来衡量的。
后来，爱因斯坦证明，吸收或发射的辐射能量与辐射频率成正比。
其中 h 是比例常数，普朗克常数 = 6.626×10-34J-s
普朗克定律说明了一个物体的总辐射能量与其发射光谱峰值之间的联系。
物体表面发出的辐射量称为普朗克辐射。实际辐射量与理论普朗克辐射量之比称为发射率。它受物体的化学成分、温度、波长、通过角度和偏振等因素的影响。对于自然界面，发射率总是在 0 到 1 的范围内。
在低频下，普朗克定律趋向于雷利-让式，这是对黑体辐射光谱辐射率的良好近似，hν <<kT 和 hν/kT <<1，公式变为：
它描述了黑体辐射在温度升高时的光谱辐射度。
在高频率下，维恩定律描述了黑体的温度 (T) 及其发射光谱达到峰值的波长。为了求出 λmax 值，可以求出
对等式进行导数运算：
对于 λ = λmax
它趋向于维恩近似值，该近似值适用于描述极高温下黑体辐射的光谱辐射度。
