《黑体辐射定律的研究和验证毕业论文终稿》由会员分享，可在线阅读，更多相关《黑体辐射定律的研究和验证毕业论文终稿（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、LULIANG UNIVERSITY分类号： 密 级： 毕 业 论 文 题 目: 黑体辐射定律的研究和验证 系 别: 物理系 专业年级: 物理学2009级 姓 名: 曹军红 学 号: 20090502113 指导教师: 王燕锋 讲师 2013年06月08日原 创 性 声 明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本
2、人承担。论文作者签名： 日 期： 关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属吕梁学院。本人完全了解吕梁学院有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权吕梁学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为吕梁学院。本人离校后使用毕业论文或和该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为吕梁学院。论文
3、作者签名： 日 期： 指导老师签名： 日 期： 吕梁学院本科毕业论文黑体辐射定律的研究和验证摘 要黑体辐射理论是二十世纪初光量子理论的重要起源之一,它不仅是量子力学和光量子理论的重要基础依据,而且黑体辐射的重要结论也是现代测量的重要基础。19世纪初期，热辐射的研究得到了热力学和光谱学的支持，同时用到了电磁学和光学的新兴技术，因此发展的很快。到19世纪末，人们认识到热辐射和光辐射都是电磁波，就开始着手研究辐射能量在不同频率范围内的分布问题，特别是对黑体辐射进行了较深入的理论和实践的研究。黑体辐射实验是高校近代物理实验内容之一。本论文主要通过WGH10型黑体实验装置进行黑体辐射定律的研究和验证，该
4、装置的配套软件中已存在一条经标定的溴钨灯在2940k的能量曲线。实验开始时，应先在2940k色温下进行扫描得到基线，然后进行传递函数的计算。再次在不同色温下扫描得到的能量曲线除以传递函数，即得到正确的能量辐射曲线。利用微机扫描光栅光谱仪和溴钨灯进行黑体辐射实验研究，借助于闪耀光栅及正弦机构，利用计算机扫描记录数据从而直接对黑体辐射三定律进行验证，并分析了黑体的辐射、传递、接收等的误差修正。 关键词：黑体辐射；辐射源；传递函数；接收器The research and verification of blackbody radiation law Abstract Blackbody radiat
5、ion theory,one of the important origins of quantum theory, is light early in the twentieth century.Blackbody radiation theory not only is the important foundation of quantum mechanics and quantum theory,but also the important foundation of modern measurement.In the early 19th century,thermal radiati
6、on research supported by thermodynamics and spectroscopy,electromagnetism and optics of emerging techniques are used to at the same time,so the development of fast.To the end of the 19th century,people realized the thermal radiation and radiation is electromagnetic wave ,you set out to research the
7、distribution of radiant energy in different frequency range,especially on the blackbody radiation from an in-depth study of theory and practice. Blackbody radiation experiment is one of the modern physics experiment in colleges and universities.This paper mainly through the WGH10 boldface type exper
8、imental apparatus to research and validation of blackbody radiation law,existing in the equipment of form a complete set of software a proven bromine tungsten lamp energy curve at 2940k.At the start of the experiment,carried out under the 2940k color temperature should be scan baseline,and then the
9、transfer function is calculated.Under different color temperature scanning again divided by the transfer function of the energy curve,namely,getting the right energy radiation curve.Using microcomputer scanning grating spectrometer and bromine tungsten blackbody radiation error correction,transmitti
10、ng,and receiving. Key words:blackbody radiation; radiation source; transfer function; receiver目 录第1章 绪 论11.1 黑体辐射理论简介11.2 论文的研究背景及意义11.3 论文研究的主要内容2第2章 黑体的基本理论32.1 黑体辐射32.2 热辐射和基尔霍夫（Kirchhoff）定律32.3 黑体辐射定律42.3.1 黑体辐射定律提出的背景42.3.2 黑体辐射三定律5第3章 黑体辐射实验73.1 黑体辐射实验原理73.1.1仪器的基本组成73.1.2主机结构73.1.3 溴钨灯光源93.1.
11、4 接收器103.1.5 电控箱113.2 实验内容和步骤113.3实验数据记录和处理11第4章 结 论14参考文献15致 谢16第1章 绪 论 1.1 黑体辐射理论简介 1900年，著名物理学家开尔文在回顾物理学研究发展的历史之后，做了关于物理学今后发展的发言。他指出物理学的大厦已经建成，未来的物理学家只需要做些修修补补的工作就够了。但是晴朗物理学天空中还有两朵乌云，其中一朵便于黑体辐射有关。之后围绕着黑体辐射，人类对于自然的认识进入了量子阶段。认识黑体辐射的历程几经波折。1894年德国物理学家普朗克开始黑体辐射的研究。1899年，从热力学出发，普朗克推导出了维恩定律。但是同年德国物理学家鲁
12、斯本发现在高频区域维恩定律和实验结果有偏差。终于在1900年，普朗克经过不懈的努力，得到我们熟知的普朗克黑体辐射公式。但是这只是根据实验数据得出的半经验公式，并没有得到合理的理论解释。在经过了几个月的工作，普朗克终于发现对于该公式的合理解释，唯一可行的假设就是：物体在发射和吸收能量时，能量并不是连续变化的，而是以一定数量值的整数倍跳跃变化的。也就是说，在辐射的发射和吸收过程中，能量并不是无限可分的，而是有一个最小的单元，这个最小的单元，普朗克称之为能量子或是量子,正是这个大胆的假设敲开了新时代的大门。黑体辐射作为20世纪初科学界有划时代意义的研究内容，开启了一个新的时代。1.2 论文研究的背景
13、及意义 在我们生活的世界里，任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领。它们辐射出去的电磁波在各个波段是不相同的，并且都具有一定的光谱分布4。这种光谱分布和物体本身的性质及其温度有关，因而被称之为热辐射。为了研究物体的热辐射规律，物理学家们定义了一种理想物体黑体（black body），将此作为热辐射研究的标准物体。一般的物体对外来的辐射，既有反射作用又有吸收作用。若某一物体对外来一切波长的辐射，既没有反射作用又没有吸收作用，该物体被称为绝对黑体，简称黑体。黑体是一种特殊的辐射体它对所有波长电磁辐射的吸收比总为1。黑体在自然条件下是不存在的，它只是一种理想化的模型，但许多物体是较好的黑体近
14、似（在某些波段上)。基尔霍夫（Kirchhoff）辐射定律，在热平衡状态的物体所辐射的能量和吸收的能量之比和物体本身物性无关,只和波长和温度有关。按照基尔霍夫辐射定律，在一定温度下，黑体必然是辐射本领最大的物体，可叫作完全辐射体。 从某种意义上来说，由于我们生活在一个辐射能的环境中，我们被天然的电磁能源所包围，就产生了测量和控制辐射能的要求。随着科学技术的发展，辐射度量的测量对于航空、航天、核能、材料、能源卫生及冶金等高科技部门的发展越来越重要。而黑体辐射源作为标准辐射源,广泛地用作红外设备绝对标准，它可以作为一种标准来校正其他辐射源或红外整机。另外，可利用黑体的基本辐射定律找到实体的辐射规律
15、,计算其辐射量。黑体辐射定律为热辐射理论提供了基础，并且这一定律在现代自然科学的许多领域有着广泛的使用。在现实生活中，黑色颜料就具有黑体的特性，能吸收不同波长的可见光，几乎不向外反射。冬天穿黑色的衣服比较暖和，就是这个道理。太阳能热水器也是利用了这一原理。在科学领域，利用黑体辐射原理，制成能吸收雷达波的黑色涂料，可用于涂布隐形飞机表面的涂层；激光器的发明也利用了这一原理。另外，黑体辐射技术在工业冶炼金属、环境污染等方面也得到了广泛的使用。由此可见，黑体在辐射研究的领域，有着非常广泛的使用，具有绝对的研究意义。1.3 论文研究的主要内容本论文采用的设备是WGH-10型黑体实验装置，该设备采用溴钨灯为黑体辐射源，借助于闪耀光栅及正弦机构，利用
