一、热辐射
新冠肺炎疫情期间,红外体温计成为生活必不可少的工具,如图所示的红外体温计具有方便快捷的特点,在疫情防控工作中发挥了重要作用。那么,这种体温计是根据什么制成的呢?
提示:将被测物体发射的红外线具有的辐射能转变成电信号。红外线辐射能量的大小与物体本身的温度是相关联的,根据转变成电信号大小,就可以确定物体的温度。
1.热辐射:
(1)定义:一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫作热辐射。
(2)特点:物体在热辐射中随温度的升高,辐射的较短波长的电磁波的成分越来越大。
2.黑体:
(1)定义:某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就叫作黑体。
(2)黑体辐射的特点:黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
3.热辐射的原因:物体中存在着不停运动的带电微粒,带电微粒的振动会产生变化的电磁场,从而产生电磁辐射。
二、能量子
1.普朗克的假设:振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。即能的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
2.能量子公式:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量。h=6.626×10-34 J·s。(一般取h=6.63×10-34 J·s)
3.能量的量子化:在微观世界中能量是量子化的,或者说微观粒子的能量是分立的。这种现象叫能量的量子化。
4.普朗克理论:
(1)借助于能量子的假说,普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式,与实验符合得非常好。
(2)普朗克在1900年把能量子列入物理学,正确地破除了“能量连续变化”的传统观念,成为新物理学思想的基石之一。
5.光子说:
(1)爱因斯坦认为电磁场本身就是不连续的。
(2)光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,频率为ν的光的能量子为hν,h为普朗克常量。
