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瑞利-金斯定律

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瑞利-金斯定律,是物理學用來描述光譜熱輻射(通常稱為黑體輻射)的定律。此方法由物理學家瑞利於1900年提出,適用於低頻區域的近似解。

定律[编辑]

瑞利-金斯定律提出黑體發出的輻射中,黑體溫度與輻射波長的關係為:

其中

  • 是每單位立體角、每單位波長的輻射強度,單位為 W m-3 sr-1
  • 是輻射波長,單位為 m 。
  • 是黑體的溫度,單位為 K 。
  • 是真空中的光速
  • 波茲曼常數


此公式的另一個形式是以輻射的頻率表示:

其中

  • 是每單位立體角、每單位頻率的輻射強度,單位為 W m-2 sr-1 Hz-1
  • 是輻射頻率,單位為 Hz 。
  • 是黑體的溫度,單位為 K 。
  • 是真空中的光速
  • 波茲曼常數

與普朗克黑體輻射定律的關係[编辑]

瑞利-金斯定律、維恩近似普朗克定律,這三種定律的理論結果的比較。黑體溫度是8 mK 。

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,輻射強度趋向于无穷大,这于实验数据相违背。1911年,奧地利物理學家埃倫費斯特用「紫外災變」來形容古典理論的困境。1900年,馬克斯·普朗克提出的普朗克黑體輻射定律,則在全部波長的範圍皆有效。普朗克黑體輻射定律形式如下:

,則有

所以

普朗克黑體輻射定律就能退化為瑞利-金斯定律。

參見[编辑]