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实际原子的热辐射公式及爱因斯坦吸收系数确定
[楼主] 作者:pengguoliang  发表时间:2013/07/31 11:46
点击:757次

这段时间在研究化学反应速度问题时,发现可以对普朗克黑体辐射公式进行补充和完善,也就是通过普朗克黑体辐射公式推导出实际原子的热辐射公式,这可是没有任何人做过的事情,可以说是一个伟大的创新观点。
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[楼主]  [2楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2013/07/31 16:02 

本文通过假定绝对黑体同一般物质一样由分子组成,称为黑体分子。黑体分子满足在截面内所有频率的光子都被吸收,在截面外全部不吸收,也称为绝对黑体分子的吸收截面。对所有频率的光子都相同,所有真实的物质原子的吸收截面都不大于黑体分子的吸收截面,黑体分子的吸收截面也是黑体分子的辐射截面,所有实际原子的辐射截面都相同,都与黑体分子的吸收截面相等。在此基础上,根据基尔霍夫公式和普朗克公式可以推导出一个实际原子在各种温度下辐射热能谱的公式;根据原子中电子跃迁的几率与原子吸收相应光子的速率存在对应关系,可确定爱因斯坦吸收系数A,吸收系数B的函数关系。本文还推导了在两个不同温度原子之间辐射与吸收光子的相应关系。
[楼主]  [3楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2013/07/31 16:02 

本文通过假定绝对黑体同一般物质一样由分子组成,称为黑体分子。黑体分子满足在截面内所有频率的光子都被吸收,在截面外全部不吸收,也称为绝对黑体分子的吸收截面。对所有频率的光子都相同,所有真实的物质原子的吸收截面都不大于黑体分子的吸收截面,黑体分子的吸收截面也是黑体分子的辐射截面,所有实际原子的辐射截面都相同,都与黑体分子的吸收截面相等。在此基础上,根据基尔霍夫公式和普朗克公式可以推导出一个实际原子在各种温度下辐射热能谱的公式;根据原子中电子跃迁的几率与原子吸收相应光子的速率存在对应关系,可确定爱因斯坦吸收系数A,吸收系数B的函数关系。本文还推导了在两个不同温度原子之间辐射与吸收光子的相应关系。
[楼主]  [4楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2013/07/31 17:04 

对【3楼】说:
[楼主]  [5楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2013/07/31 17:05 

对【3楼】说:
[楼主]  [6楼]  作者:pengguoliang  发表时间: 2013/07/31 17:10 

对【3楼】说:

所有物体都能发射热辐射,而热辐射与光辐射一样,都是一定频率范围内的电磁波。1859年基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)证明,黑体与热辐射达到平衡时,辐射能量密度随频率变化曲线的形状与位置只与黑体的绝对温度有关,而与空腔的形状及组成的物质无关。1893年,维恩(W.Wien)发现黑体辐射的位移律实验测得黑体辐射本领在不同温度下,随波长的变化规律。根据维恩位移公式,可以确定黑体的辐射本领极大值所对应的频率与黑体绝对温度成正比。1900年10月19日,基尔霍夫的学生普朗克,在德国物理学会会议上提出了一个黑体辐射能量密度的分布公式。但普朗克黑体辐射公式只能应用于黑体辐射情况,而不能对实际原子的热辐射情况进行预测,实际上,现代就没有各种物质原子的热能谱辐射公式。


原子能级之间的跳跃一般伴随着辐射的吸收和发射,这是原子体系与辐射场相互作用的结果。爱因斯坦在1917年提出的辐射的发射和吸收理论,他用清晰的物理概念简洁地给出了受激发射与自发发射,吸收系数三者之关系,即著名的A、B系数;并推导出A、B系数之间的关系,但爱因斯坦没能给出A、B系数单独存在的物理函数关系;本文将推导和阐明A、B系数单独存在的物理公式及其物理意义。


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