黑体辐射定律及实验教学相关问题探讨

针对黑体辐射定律及验证实验教学中的常见问题进行了探讨.介绍了黑体辐射定律提出的相关背景;给出了黑体辐射定律及简明图示.基于WGH-10型黑体辐射实验装置,阐述了与验证实验相关的辐射源、接收器、光谱仪及狭缝调节等问题.     

基于转动传感器的黑体辐射实验

介绍了使用转动传感器进行黑体辐射实验的方法.这种方法可以直观地对黑体辐射光谱进行扫描,同时利用Datastudio软件可以迅速地获得不同温度下的黑体辐射曲线.根据获得的黑体辐射曲线还可以对维恩位移律进行验证.同时,对实验中涉及的实验参数做了细致的分析.     

普朗克黑体辐射公式是怎样得出的?

本文详细叙述了普朗克黑体辐射公式的推导过程并且对热辐射研究和热辐射问题进行了现代审视。     

普朗克黑体辐射公式与经典表达式

本文讨论普朗克黑体辐射公式在低频时可简化为瑞利——金斯公式；在辐射频率较高时，可简化为维恩公式；并且可以推出维恩位移公式。     

普朗克常数及其物理意义

普朗克常数h是在研究黑体辐射时引入的,是一个重要的自然常数。通过对黑体辐射和玻尔量子理论等现象的分析,阐述h的引入如何导致量子论的诞生和发展,说明它是表征量子现象的普适常数,及它在应用中的物理意义。     

黑体辐射的热力学研究

运用量子统计的方法，分别从谐振子模型和光子气体模型这两种基本模型。推导了黑体辐射能谱公式，即著名的普朗克公式；并且讨论了在高频极限下回到经典统计力学；在低频极限情况下，却表现出明显的量子效应；此外还对黑体辐射的各种反映热力学性质的物理量进行了较全面的研究。     

普朗克长度下黑体的辐射出射度

介绍了在普朗克长度下的广义不确定原理,即坐标与动量的广义不确定关系。由此,得到了坐标的最小偏差,而与此相应的能态密度函数也必须进行修正;该修正应用于黑体辐射问题,在温度比较高的情况下,斯特藩-玻尔兹曼定律并不成立,黑体的辐射出射度与温度的平方成正比。     

论普朗克公式的等价性

针对一些教材对黑体辐射内容描述的不一致，依据辐射度学，理清了各辐射度量间关系，阐述了普朗克公式不同形式间的等价性，纠正了一些教材中出现的错误。     

Maple在黑体辐射教学中的应用

介绍了Maple软件在黑体辐射课堂教学中的应用,表明在教学中恰当地运用Maple能提高课堂教学质量.     

锶光晶格钟中黑体辐射频移问题的实验方案

在锶原子光晶格钟中,黑体辐射频移对系统的频率不确定度影响最为显著。本文从两个方面提出改善这一问题的方案:一方面利用DC Stark效应精确测量原子的静态极化率差;另一方面,将钙光钟与锶光钟的钟跃迁频率进行综合考量,构建出一个不含有黑体辐射频移的参考频率作为频率标准,锶光钟系统的相对不确定度可望控制在2.97×10-17以内。     

表面等离激元晶体抑制~(88)Sr光钟中的黑体辐射频移

在锶原子光晶格钟中,黑体辐射效应对光钟的频率不确定度影响最为显著。利用表面等离激元晶体的滤波特性,屏蔽大部分黑体辐射能量,可以显著减少相应频移量及其涨落。通过对设计器件透射谱的分析可以测算,经滤波后的黑体辐射剩余能量约为初始能量的4.8%,则锶光钟的黑体辐射频移可减小至112.6mHz,相应不确定度约为3.6×10-18。     

利用几何画板研究黑体辐射能量密度分布曲线

利用几何画板软件 ,对黑体辐射能量密度分布曲线进行模拟研究。设计了一种“参数替换法” ,根据普朗克公式 ,给出了各种温度下分别以频率和波长为横坐标的黑体辐射能量密度分布曲线。通过对各个参数的连续调节 ,可以动态地深入研究黑体辐射的能量密度分布曲线与各个参数的关系 ,并且对维恩位移定律和斯忒藩—玻耳兹曼定律也给出了直观的定量验证。     

近代物理中能量子概念的提出及其启发

从黑体辐射遇到的困难出发,介绍了普朗克为解决这一困难而提出能量子概念的过程,并阐述了能量子概念的提出的意义以及给我们的启发。     

普朗克1901年关于黑体辐射问题的文章解读

1901年,普朗克(Max Planck)发表的论文"论正常光谱的能量分布定律"(On the Lawof Distribution of Energy in the Normal spectrum),是量子理论的开始。这一文章中第一次引入了光量子的概念,并成功的解决了黑体辐射问题。本文重新解读这一文章,以展示这篇文章中的物理思想和数学技巧。     

黑体理论中的理论还原

由于黑体理论的量子概念所蕴涵的非连续性,该理论向来被历史主义学派拿去论证其革命的科学进步观。然而,普朗克辐射理论、维恩辐射理论、瑞利-金斯辐射理论的还原导出以及三者间存在的还原关系,证明了黑体理论同样内蕴了理论的还原。黑体理论所具有的还原进路与库恩对黑体理论所持的革命观间并不存在矛盾,因为二者面对的是不同的问题域。     

维恩位移定律的推导和学生计算能力的培养

本文由黑体辐射公式导出维恩位移定律这一具体实例,说明计算能力的重要性,并就怎样培养学生的计算能力提出了几点建议.     

我更爱真理

普朗克（德国物理学家，1858-1947）向热力学研究中的难题——黑体辐射问题——猛攻的过程中，遇到多次失败，他自己仍不死心，但他的老师约里却灰心了，劝告他说：“物理学是一门已完成了的科学，因此继续研究是不会有多大成果的。”     

分布函数和出射率

以理想气体泻流和黑体辐射为例,给出了由分布函数推导出射率的典型方法,简单地回答了大学物理教学过程中常常被提及的分布函数和出射率关系问题.     

黑体辐射的谐振子模型及其量子统计解释

通过对驻波能量特征的分析,引入辐射场的谐振子模型．在此基础上,得到辐射场中各种振动模式谐振子数的密度,同时利用统计力学规律以及能量量子化的观点计算了各种振动模式谐振子的平均能量,用谐振子数密度与对应振动模式的谐振子的平均能量得到了黑体辐射的普朗克公式．     

量纲分析及其在原子物理中的应用

文章对量纲分析原理做了梳理归纳,并对于原子物理中的一系列关系式进行了量纲分析,包括氢原子的特征量、黑体辐射公式中的物理量、α粒子库仑散射特征量、与磁场有关的物理量.