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維恩位移定律,維恩位移定律的注釋

來源:整理 時間:2023-08-30 13:45:02 編輯:智能門戶 手機版

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1,維恩位移定律的注釋

^ 可見光顏色的波長從長到短依次為紅->橙->黃->綠->青->藍->紫 ^ 整個太陽光光譜完整覆蓋(且超出)了可見光光譜范圍,使得太陽光(在沒有大氣的情況下)呈白色。至于人們在地上所看見的紅日、藍天等現(xiàn)象,都是由于大氣層氣體分子對短波長光線作瑞利散射(Rayleigh scattering)的結(jié)果。

維恩位移定律的注釋

2,簡述維恩位移定律在遙感中有何意義

維恩位移定律對遙感實踐的指導(dǎo)意義:黑體輻射光譜中最強輻射的波長λmax與黑體絕對溫度T成反比:λmax˙T = b(b為常數(shù),b=2.898×10-3m·k)。例如:隨著溫度的升高,輻射能量的峰值往短波方向移動;選擇波段進行觀測地物,比如要對晚上的河流進行觀測,知道他的溫度,然后加273計算絕對溫度,再由公式計算最佳觀測波段。

簡述維恩位移定律在遙感中有何意義

3,氣候氣象學(xué)維恩位移定律是什么意思

根據(jù)維恩位移定律:λ(m)T=b(b=0.002897m·K)可以得到太陽表面的色溫;斯提芬—波爾茲曼黑體輻射定律:B(T)=δT4 (W·m-2 );δ為Stefan-Boltzmann常數(shù), 等于5.67×10-8 W·m-2 ·K-4;得到的為太陽輻射通量密度;有了輻射通量密度B(T),太陽輻射能量為F(T)=B(T)*太陽表面積;經(jīng)過一個日地距離S的球面,為地球表面的所接收的太陽輻射密度:f(T)=F(T)/4πS^2在地表輻射平衡,即f(T)*πr^2=F(Td)=δ(Td)^4*4πr^2,其中Td為地表溫度,r為地球半徑綜上:所需數(shù)據(jù)位:地球半徑r、太陽半徑R、日地距離S,其他的均為常數(shù)
同問。。。

氣候氣象學(xué)維恩位移定律是什么意思

4,氣候氣象學(xué)維恩位移定律是什么意思

根據(jù)維恩位移定律:λ(m)T=b(b=0.002897m·K)可以得到太陽表面的色溫;斯提芬—波爾茲曼黑體輻射定律:B(T)=δT4 (W·m-2 );δ為Stefan-Boltzmann常數(shù), 等于5.67×10-8 W·m-2 ·K-4;得到的為太陽輻射通量密度;有了輻射通量密度B(T),太陽輻射能量為F(T)=B(T)*太陽表面積;經(jīng)過一個日地距離S的球面,為地球表面的所接收的太陽輻射密度:f(T)=F(T)/4πS^2在地表輻射平衡,即f(T)*πr^2=F(Td)=δ(Td)^4*4πr^2,其中Td為地表溫度,r為地球半徑綜上:所需數(shù)據(jù)位:地球半徑r、太陽半徑R、日地距離S,其他的均為常數(shù)

5,維恩位移定律的定律的推導(dǎo)

雖然威廉·維恩提出本定律的時間是在普朗克黑體輻射定律出現(xiàn)之前的1893年,且過程完全基于對實驗數(shù)據(jù)的經(jīng)驗總結(jié),但可以證明,本定律是更為廣義的普朗克黑體輻射定律的一個直接推論。根據(jù)普朗克定律,以波長為自變量的黑體輻射能流密度譜為:為求出使得 M取得最大值的λ,令M(λ)對λ 的導(dǎo)數(shù)為0若定義無量綱(又稱“無因次”)變量則方程的解無法表示成初等函數(shù)(為郎伯W函數(shù)),但能否得到精確解并不影響本推導(dǎo)過程。可以很容易用數(shù)值方法得到x(無量綱) 將解代入x 的表達式,可得:. 其中λ單位為納米,溫度單位為開爾文。本定律的頻率形式也可通過類似的方法推得,只要將作為出發(fā)點的普朗克定律寫成頻率形式即可。利用普朗克黑體輻射公式中的M對 λ微分,令其為零,可得 λ=b/T,即為證明過程。

6,維恩位移定律的定律的推導(dǎo)

雖然威廉·維恩提出本定律的時間是在普朗克黑體輻射定律出現(xiàn)之前的1893年,且過程完全基于對實驗數(shù)據(jù)的經(jīng)驗總結(jié),但可以證明,本定律是更為廣義的普朗克黑體輻射定律的一個直接推論。根據(jù)普朗克定律,以波長為自變量的黑體輻射能流密度譜為:為求出使得M取得最大值的λ,令M(λ)對λ的導(dǎo)數(shù)為0若定義無量綱(又稱“無因次”)變量則方程的解無法表示成初等函數(shù)(為郎伯W函數(shù)),但能否得到精確解并不影響本推導(dǎo)過程??梢院苋菀子脭?shù)值方法得到x(無量綱)將解代入x的表達式,可得:.其中λ單位為納米,溫度單位為開爾文。本定律的頻率形式也可通過類似的方法推得,只要將作為出發(fā)點的普朗克定律寫成頻率形式即可。利用普朗克黑體輻射公式中的M對λ微分,令其為零,可得λ=b/T,即為證明過程。

7,請幫忙解釋一下以下幾個物理名詞 費米能 等概率原理 能斯特定理 維恩

費米能 在固體物理學(xué)中,一個由無相互作用的費米子組成的系統(tǒng)的費米能(EF)表示在該系統(tǒng)中加入一個粒子引起的基態(tài)能量的最小可能增量。費米能亦可等價定義為在絕對零度時,處于基態(tài)的費米子系統(tǒng)的化學(xué)勢,或上述系統(tǒng)中處于基態(tài)的單個費米子的最高能量。費米能是凝聚態(tài)物理學(xué)的核心概念之一。   雖然嚴格來說,費米能級是指費米子系統(tǒng)在趨于絕對零度時的化學(xué)位;但是在半導(dǎo)體物理和電子學(xué)領(lǐng)域中,費米能級則經(jīng)常被當(dāng)做電子或空穴化學(xué)勢的代名詞。一般來說,“費米能級"這個術(shù)語所代表的含義可以從上下語境中判斷。費米能以提出此概念的美籍意大利裔物理學(xué)家恩里科·費米(Enrico Fermi)的名字命名。能斯特定理,即熱力學(xué)第第三定律。維恩位移定律維恩位移定律是物理學(xué)上描述黑體電磁輻射能流密度的峰值波長與自身溫度之間反比關(guān)系的定律,其數(shù)學(xué)表示為: λ=b/Tλ為輻射的峰值波長(單位米), T為黑體的絕對溫度(單位開爾文), b 為比例常數(shù),稱為維恩位移常數(shù),數(shù)值等于2.897 7685(51) × 10–3 m K

8,黑體輻射三大定律

黑體輻射三大定律:普朗克輻射定律,維恩位移定律,斯忒藩波爾茲定律。1、普朗克輻射定律黑體輻射定律是德國物理學(xué)家普朗克(Max Planck)于1900年所創(chuàng)的。普朗克輻射定律,是公認的物體間熱力傳導(dǎo)基本法則,認為單位面積單位時間輻射功率和溫度的四次方成正比,比值是5.67×10-8 W·m^-2 ·K^-4。雖然有物理學(xué)家懷疑此定律在兩個物體極度接近時不能成立,但始終無法證明和提出實證。美國麻省理工學(xué)院(MIT)2009年7月30日宣布,該校動力工程學(xué)華裔教授陳剛與其團隊的研究,首次打破“黑體輻射定律”的公式,證實物體在極度近距時的熱力傳導(dǎo),可以高到定律公式所預(yù)測的一千倍之多。2、維恩位移定律黑體光譜輻射出射度MU 隨波長連續(xù)變化,某一輻射溫度下對應(yīng)的一條曲線有一個極大值,即該輻射溫度下黑體的峰值輻射出射度,峰值所對應(yīng)的波長叫峰值波長)。對于連續(xù)曲線,由數(shù)學(xué)知識可知,對其求導(dǎo)并令其為零,可求出曲線的極值點。3、斯忒藩波爾茲定律黑體的輻射特性只與黑體的絕對溫度有關(guān)。各條曲線彼此不相交,溫度越高,在所有波長上的光譜輻射出射度也越大。反之亦然。由積分概念可知,圖1中每條曲線下的面積代表黑體在給定溫度下總的輻射出射度。

9,維恩位移定律的說明

維恩位移定律是針對黑體來說的,說明了黑體越熱,其輻射譜光譜輻射力(及某一頻率的光輻射能量的能力)的最大值所對應(yīng)的波長越短,而除了絕對零度外其他的任何溫度下物體輻射的光的頻率都是從零到無窮的,只是各個不同的溫度對應(yīng)的 “波長-能量”圖形不同,而實際物體都是黑體乘以黑度所對應(yīng)的灰體所對應(yīng)的理想情況 譬如在宇宙中,不同恒星隨表面溫度的不同會顯示出不同的顏色,溫度較高的顯藍色,次之顯白色,瀕臨燃盡而膨脹的紅巨星表面溫度只有2000-3000K,因而顯紅色。太陽的表面溫度是5778K,根據(jù)維恩位移定律計算得的峰值輻射波長則為502nm,這近似處于可見光光譜范圍的中點,為黃光。與太陽表面相比,通電的白熾燈的溫度要低數(shù)千度,所以白熾燈的輻射光譜偏橙。至于處于“紅熱”狀態(tài)的電爐絲等物體,溫度要更低,所以更加顯紅色。溫度再下降,輻射波長便超出了可見光范圍,進入紅外區(qū),譬如人體釋放的輻射就主要是紅外線,軍事上使用的紅外線夜視儀就是通過探測這種紅外線來進行“夜視”的。本定律由德國物理學(xué)家威廉·維恩(Wilhelm Wien)于1893年通過對實驗數(shù)據(jù)的經(jīng)驗總結(jié)提出。

10,如何從普朗克黑體輻射公式推導(dǎo)出維恩位移定律和stefanboltznmann

^B(λ,T)=8πhc/先求B(λ,T)的最大值,也就是說求λ5*[e^(hc/λRT)-1]的最小值對λ^5*[e^(hc/λKT)-1]求導(dǎo)可以得到(對λ求導(dǎo)):5λ^4*[e^(hc/λKT)-1]+λ^5*e^(hc/λKT)*(hc/KT)(-1/λ^2)=0化簡可得:5λ*[e^(hc/λKT)-1]-hc/(KT)*e^(hc/λKT)=0最后可得:e^(-hc/KTλ)+1/5*hc/KTλ=1令:hc/KTλ=x方程可以化為:e^(-x)+1/5*x=1解出:x=4.965就是說hc/KTλ=4.965所以:Tλ=hc/(K*4.965)=0.2041hc/K=b(韋恩常量)這里的波長λ就是使得B(λ,T)最大的波長所以韋恩位移公式就是:λmax*T=b=0.2041hc/K說明:h表示普朗克常量,c表示真空中光速,K(應(yīng)該是KB)表示玻爾茲曼常數(shù)。黑體具有最大的吸收力(α=1),同時亦具有最大的輻射力(ε=1)。在實際物體中不存在絕對黑體,為此引出人工黑體,幾乎全部入射能量都被空腔吸收殆盡。腔內(nèi)空間的輻射場系由腔內(nèi)表面的發(fā)射和反射疊加而成,是各向同性的,而且必定和從小孔選出的輻射具有相同的性質(zhì)。擴展資料:維恩位移定律有許多實際的應(yīng)用,例如通過測定星體的譜線的分布來確定其熱力學(xué)溫度;也可以通過比較物體表面不同區(qū)域的顏色變化情況,來確定物體表面的溫度分布,這種以圖形表示出熱力學(xué)溫度分布又稱為熱象圖。利用熱象圖的遙感技術(shù)可以監(jiān)測森林防火,也可以用來監(jiān)測人體某些部位的病變。熱象圖的應(yīng)用范圍日益廣泛,在宇航、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事等方面應(yīng)用前景很好。參考資料來源:百度百科-維恩位移定律
如圖。
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