[科普中國(guó)]-瑞利-金斯定律

瑞利-金斯定律是用于計(jì)算黑體輻射強(qiáng)度的一個(gè)定律。瑞利-金斯定律在波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)與實(shí)驗(yàn)相符。但是，在波長(zhǎng)較短時(shí)，w趨向于無(wú)窮大，這于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相違背。

簡(jiǎn)介瑞利-金斯定律是用于計(jì)算黑體輻射強(qiáng)度的一個(gè)定律。設(shè)為輻射的能量密度，k是玻爾茲曼常數(shù)，c為真空中的光速，T是熱力學(xué)溫度，則

瑞利-金斯定律在波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)與實(shí)驗(yàn)相符。但是，在波長(zhǎng)較短時(shí)，趨向于無(wú)窮大，這于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相違背。1

斯特藩-玻爾茲曼定律斯特藩-玻爾茲曼定律（Stefan-Boltzmann law），又稱(chēng)斯特藩定律，是熱力學(xué)中的一個(gè)著名定律，其內(nèi)容為： 一個(gè)黑體表面單位面積在單位時(shí)間內(nèi)輻射出的總能量（稱(chēng)為物體的輻射度或能量通量密度）j與黑體本身的熱力學(xué)溫度T（又稱(chēng)絕對(duì)溫度）的四次方成正比，即：

其中輻射度j具有功率密度的量綱（能量/（時(shí)間·距離）），國(guó)際單位制標(biāo)準(zhǔn)單位為焦耳/（秒·平方米），即瓦特/平方米。絕對(duì)溫度T的標(biāo)準(zhǔn)單位是開(kāi)爾文，為黑體的輻射系數(shù)；若為絕對(duì)黑體，則

比例系數(shù)σ稱(chēng)為斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)或斯特藩常量。它可由自然界其他已知的基本物理常數(shù)算得，因此它不是一個(gè)基本物理常數(shù)。該常數(shù)的值為：

所以溫度為100 K的絕對(duì)黑體表面輻射的能量通量密度為5.67 W/m2，1000 K的黑體為56.7 kW/m2，等等。

斯特藩-玻爾茲曼定律是一個(gè)典型的冪次定律。

本定律由斯洛文尼亞物理學(xué)家約瑟夫·斯特藩（Jo?ef Stefan）和奧地利物理學(xué)家路德維?！げ柶澛謩e于1879年和1884年各自獨(dú)立提出。提出過(guò)程中斯特藩通過(guò)的是對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的歸納總結(jié)，玻爾茲曼則是從熱力學(xué)理論出發(fā)，通過(guò)假設(shè)用光（電磁波輻射）代替氣體作為熱機(jī)的工作介質(zhì)，最終推導(dǎo)出與斯特藩的歸納結(jié)果相同的結(jié)論。本定律最早由斯特藩于1879年3月20日以über die Beziehung zwischen der W?rmestrahlung und der Temperatur（《論熱輻射與溫度的關(guān)系》）為論文題目發(fā)表在維也納科學(xué)院的大會(huì)報(bào)告上，這是唯一一個(gè)以斯洛文尼亞人的名字命名的物理學(xué)定律。

本定律只適用于黑體這類(lèi)理想輻射源。2

參閱斯特藩-玻爾茲曼定律

維恩位移定律

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王海俠 - 副教授 - 南京理工大學(xué)