黑体辐射与迈克尔逊实验是什么?

Question

黑体辐射与迈克尔逊实验是什么?

Answer 1

任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领.辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布.这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射.为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体.
所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射).显然自然界不存在真正的黑体,但许多地物是较好的黑体近似( 在某些波段上).
基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff),在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收的能量之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关.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.
绝对黑体的热辐射的规律比较简单,在19世纪末许多人做了大量研究,黑体辐射的波长并不是单一的,它同时辐射各种波长的电磁波.不同波长的电磁波,它们的强度也不一样.随着温度的升高,一方面各种波长的辐射长度都有所增加,另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,或者可以忽略的说,“温度越高,辐射的电磁波的波长越短.”{烧红的铁块如果继续升温,就会达到“白”热,这是因为温度升高后,在它的辐射光中,波长较短的如蓝光紫光所占的比率就会增加,更接近日光灯的各种颜色比例,因此看起来是白色的.简单就说这些.
1881年-1884年,阿尔伯特·迈克尔逊（Albert Michelson）和爱德华·莫雷（Edward Morley）为测量地球和以太的相对速度,进行了著名的迈克尔逊—莫雷实验,测量了不同方向上的光速.然而实验结果显示,并不存在这个速度差异.这实际上证明了光速不变原理,即真空中光速在任何参照系下具有相同的数值,与参照系的相对速度无关,以太其实并不存在.后来又有许多实验支持了上面的结论.实验中用一个分光镜将一束光分成两束相互垂直的光,让它们经过一系列的反射后再进行干涉,如果真的有以太存在,则这两珠光的速度是不同的,因为有地球的自转带动着以太.而实验结果却证明了光速不变,是爱因斯坦相对论的重要实验依据.