1.2 斯特藩-玻尔兹曼定律（1879-1884年）

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1864年的红外辐射探索

爱尔兰物理学家约翰·廷德尔的卓越贡献在于他首次通过实验，揭示了铂丝在红外辐射领域的规律，以及温度对物体总辐射强度的影响[1]。这为后续的热力学研究奠定了基础。

斯特藩定律的诞生

1879年，斯洛文尼亚裔的天才物理学家约瑟夫·斯特藩在实验观察中揭示了一个令人惊叹的定律：黑体表面单位面积在单位时间内辐射出的总能量，即辐射度或能量通量密度，与黑体的绝对温度的四次方成正比[3]。这就是著名的斯特藩定律，其中的比值被赋予了斯特藩常量的荣誉。

辐射压力的理论与实践

早在开普勒时代，辐射压力的概念就已萌芽，他以彗星的尾巴指向太阳的现象解释了动量交换的作用。麦克斯韦进一步证实了辐射的动量性质，巴托利则从热力学角度强化了这一理论。1884年，斯特藩的学生玻尔兹曼在前辈的基础上，通过理论推导，将斯特藩定律与辐射压力紧密相连，从而奠定了斯特藩-玻尔兹曼定律的基石[6]，其中的比值被称为斯特藩-玻尔兹曼常量。

电磁辐射与能量密度的数学表达

经典电磁学告诉我们，电磁辐射压强与能量密度之间存在深刻的数学关联，这可以用电磁应力-能量张量的形式揭示。从热力学的基本原理出发，我们可以推导出辐射压强与温度的精确关系[7]，并最终得出辐射能量密度与温度的依赖性，这在基尔霍夫热辐射定律中得到了体现[8]。

结论与简明公式

经过一系列推导，我们最终得出一个简洁的公式，它将斯特藩-玻尔兹曼定律表达为能量密度与温度的函数，其中偏导数可以被普通导数替代，使得我们能更直观地理解这一关键物理现象[9]。这一定律的发现，不仅深化了我们对辐射现象的认识，也为热力学和电磁学的发展做出了重要贡献。

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中站区18631849893： 求大神指点 Stepan - Boltzmann常数是什么 - ？
隗施复锐： 黑体辐射的斯特藩-玻尔兹曼辐射定律为:S=σT^4,S为总辐出度——黑体表面的单位单位面积的热辐射功率,T为开氏温标下的温度,σ就是斯特藩-玻尔兹曼常数.

中站区18631849893： 根据斯特藩定律重新计算得地球的温度应该是120 摄氏度?(目前年平均大约是15摄氏度)这里隐藏什么危险? - ？
隗施复锐： 斯特藩定律计算的是黑体,而地球不是黑体,并且由于大气层的存在,使得地球对辐射的吸收存在波长选择性.

中站区18631849893： 斯忒藩 - 玻尔兹曼定律中σ=5.67*10^ - 8 W/(m^2*K^4), - ？
隗施复锐： 这两个不是一个常量,普朗克常量是气体普适常量除以阿伏加德罗常量得到的,和斯特判常量不是一个东西,用处也是不同的,波尔兹曼常数是用来在计算微观粒子的内能用的,而斯特判常量是计算温度用的.

中站区18631849893： 遥感中名词解释 - ？
隗施复锐： 本人知识有限,只知道其中部分名词,现解释如下,仅供参考,剩下的自己再去查一查吧! 成像光谱仪--成像光谱就是在特定光谱域以高光谱分辨率同时获得连续的地物光谱图像,绘制地物光谱图像的仪器就叫成像光谱仪 主成分分析--将多个...