普朗克辐射公式英文解释翻译、普朗克辐射公式的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 Planck radiation formula
分词翻译:
普的英语翻译:
general; universal
朗的英语翻译:
bright; loud and clear
克的英语翻译:
gram; gramme; overcome; restrain
【医】 G.; Gm.; gram; gramme
辐射的英语翻译:
radialization; radiation
【化】 irradiation
【医】 radiate; radiation; radio-
公式的英语翻译:
formula
【计】 formula; transition formula entry
【化】 equation
【医】 F.; formula
专业解析
普朗克辐射公式(Planck's Radiation Law)是量子力学领域的基石理论,由德国物理学家马克斯·普朗克(Max Planck)于1900年提出,用于精确描述黑体在热平衡状态下辐射能量的频率分布规律。以下从汉英对照与科学内涵角度进行专业解析:
-
数学表达式
公式的完整形式为:
$$
B_
u(
u, T) = frac{2h
u}{c} cdot frac{1}{e^{frac{h
u}{k_B T}} - 1}
$$
其中:
- 中文术语(English):辐射亮度 $B_
u$(Spectral radiance)
- 频率 $
u$(Frequency)
- 温度 $T$(Temperature)
- 普朗克常数 $h=6.626times10^{-34} mathrm{Jcdot s}$(Planck constant)
- 玻尔兹曼常数 $k_B=1.38times10^{-23} mathrm{J/K}$(Boltzmann constant)
- 光速 $c=3times10 mathrm{m/s}$(Speed of light)
-
物理意义
该公式首次引入“能量量子化”概念,表明黑体辐射的能量以离散量子(quanta)形式发射,每个量子能量为 $E=h
u$。这一突破性假说直接催生了量子力学的发展,解决了经典物理学中“紫外灾难”(ultraviolet catastrophe)的理论矛盾。
-
历史背景与验证
普朗克通过实验数据拟合发现,仅当假设能量不连续时,理论预测才能与黑体辐射实测光谱吻合。该结论于1918年为普朗克赢得诺贝尔物理学奖。现代宇宙学中,宇宙微波背景辐射(CMB)的测量结果与普朗克公式预测高度一致,进一步验证其普适性。
权威参考文献:
网络扩展解释
普朗克辐射公式是量子力学的重要基础之一,由德国物理学家马克斯·普朗克于1900年提出,用于描述黑体辐射的能量分布规律。以下是详细解释:
1.定义与背景
普朗克公式揭示了黑体(理想化吸收和辐射所有入射电磁波的物体)在不同温度下辐射能量随波长或频率的分布规律。其核心突破在于引入能量量子化概念,即能量以离散的“量子”形式存在,而非经典物理中的连续能量流。这一假设解决了经典理论(如瑞利-金斯公式和维恩公式)在长波或短波区域与实验不符的矛盾。
2.数学表达式
普朗克公式有两种常见形式,分别以波长和频率为变量:
- 按波长分布:
$$
B(lambda, T) = frac{2hc}{lambda} cdot frac{1}{e^{frac{hc}{lambda k T}} - 1}
$$
- 按频率分布:
$$
B(
u, T) = frac{2h
u}{c} cdot frac{1}{e^{frac{h
u}{k T}} - 1}
$$
其中:
- ( h ):普朗克常数((6.626 times 10^{-34} , text{J·s}));
- ( k ):玻尔兹曼常数((1.38 times 10^{-23} , text{J/K}));
- ( c ):光速((3 times 10 , text{m/s}));
- ( T ):黑体的热力学温度。
3.物理意义
- 量子化假设:黑体辐射由能量为 ( E = nh
u )(( n )为整数)的“光子”组成,能量交换以最小单位 ( h
u ) 进行。
- 与经典理论的联系:
- 短波极限(高频):退化为维恩公式,符合实验观测。
- 长波极限(低频):退化为瑞利-金斯公式,与经典能量均分定理一致。
4.相关定律
- 斯特藩-玻尔兹曼定律:黑体总辐射功率与温度的四次方成正比,即 ( P = sigma T )(( sigma )为斯特藩常数)。
- 维恩位移定律:峰值波长 ( lambda{text{max}} ) 与温度成反比,即 ( lambda{text{max}} T = 2898 , mutext{m·K} )。
5.应用与影响
- 物理学:奠定量子力学基础,解释光电效应、原子光谱等现象。
- 工程学:应用于红外探测、恒星温度测量、热成像技术等领域。
- 哲学意义:打破经典物理连续性观念,引发对微观世界本质的新认知。
普朗克公式通过能量量子化假设,统一了黑体辐射的实验规律,标志着量子物理的开端。其数学形式与物理内涵至今仍是热辐射研究和现代技术的重要基础。
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