瑞利-金斯公式是怎么推导出来的?

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推导过程如下:

假设一个体积为V的空腔,腔壁温度为T,腔内真空,由于腔壁在任何温度下都辐射电磁波,因此腔内就建立了一电磁场,并且腔壁同电磁场将达到平衡。这个辐射场可以分解为一系列单色平面波的叠加,也可以看作是一个由许多振子组成的系统。

瑞利和金斯求出在频率间隔v~v+dv内本征振动的个数为:2 x 4 π²V / c³ x dv

其中因子2是由于每一频率v对应于偏振面互相垂直的两个波的缘故。

根据经典能量均分定理,每个振动自由度的平均能量为kT,即的平均动能和的平均势能,

当然每一个平面波也具有kT的平均能量。

所以将式(2)乘以kT,并用体积V除,就得到频率v~v+dv之间、单位体积的能量表示式,即式(1)。

也可将式(1)换为按波长的分布公式。

扩展资料:

瑞利金斯公式的由来介绍:

瑞利-金斯公式,是根据经典电动力学和统计力学导出的热平衡辐射能量分布公式。

瑞利(1900)和金斯,J.H.(1905)根据经典统计理论,研究密封空腔中的电磁场,得到了空腔辐射的能量密度w(v,T)按频率v分布的瑞利-金斯公式。

参考资料来源:百度百科-瑞利金斯公式




普朗克公式
德国物理学家M.普朗克在量子论基础上建立的关于黑体辐射的正确公式。19世纪末,经典统计物理学在研究黑体辐射时遇到了巨大的困难:由经典的能量均分定理导出的瑞利-金斯公式在短波方面得出同黑体辐射光谱实验结果相违背的结论。同时,维恩公式则仅适用于黑体辐射光谱能量分布的短波部分。也就是说,当时还未能...

天文学和天体演化学作者简介
在学术贡献方面,1904年金斯发表了《气体动力论》,其中他重新推导了气体分子运动论的关键定理,引入了修正因子,对气体扩散、热传导和粘滞性有了新的理解。他修正了瑞利1900年提出的热辐射公式中的一个数值错误,从而创建了著名的瑞利-金斯公式。1914年,金斯的《辐射和量子论的报告》深入探讨了辐射与...

伟大科学家普朗克简介 普朗克有哪些研究成果
普朗克在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式,创立能量子概念。19世纪末,人们用经典物理学解释黑体辐射实验的时候,出现了著名的所谓“紫外灾难”。虽然瑞利、金斯(1877—1946)和维恩(1864—1928)分别提出了两个公式,企图弄清黑体辐射的规律,但是和实验相比,瑞利-金斯公式只在低频范围...

普朗克公式,这个式子表明了什么
1、德国物理学家M.普朗克在量子论基础上建立的关于黑体辐射的正确公式。19世纪末,经典统计物理学在研究黑体辐射时遇到了巨大的困难:由经典的能量均分定理导出的瑞利-金斯公式在短波方面得出同黑体辐射光谱实验结果相违背的结论。同时,维恩公式则仅适用于黑体辐射光谱能量分布的短波部分。也就是说,当时还...

普朗克公式的普朗克量子假设
普朗克公式在低频hv<<kT的极限条件下,过渡到瑞利-金斯公式,这正是以经典统计理论为基础的能量均分的结果。在瑞利-金斯公式中不出现普朗克常数h。可见,把h看作很小乃至零时,量子理论就过渡到经典理论。普朗克通过对黑体辐射的深刻研究而建立起来的公式是物理学的一个重大突破,他首次提出的量子论,...

为什么说由黑体辐射引出量子论
单位时间单位表面积所发射的频率在v附近的单位频率区间的电磁波能量)与v的关系.所以真心不是你讲的关系.一般,物理用P(ν)-v表示辐射的函数关系.综合两公式,真心不可能!为什么呢,因为瑞利-金斯公式是按电磁学推出的,维恩公式是按热力学导出的.不同的原理得出结论,随便去综合只会弄巧成拙.

解释为什么瑞利金斯公式在长波处接近试验曲线 短波处不符
瑞利金斯公式详细导出过程如下: 考虑一个体积为瑞利-金斯公式 - 悟物穷理 - 我的博客的空腔,腔壁温度为瑞利-金斯公式 - 悟物穷理 - 我的博客,腔内真空,由于腔壁在任何温度下都辐射电磁波,因此腔内就建立了一电磁场

下列关于黑体辐射谱的描述,会在紫外(高频)发散的描述公式是()。
下列关于黑体辐射谱的描述,会在紫外(高频)发散的描述公式是()。A.维恩公式 B.普朗克公式 C.爱因斯坦公式 D.瑞利-金斯公式 正确答案:A

普朗克定律与四次藩
德国物理学家M.普朗克在量子论基础上建立的关于黑体辐射的正确公式。19世纪末,经典统计物理学在研究黑体辐射时遇到了巨大的困难:由经典的能量均分定理导出的瑞利-金斯公式在短波方面得出同黑体辐射光谱实验结果相违背的结论。同时,维恩公式则仅适用于黑体辐射光谱能量分布的短波部分。也就是说,当时还未能...

物理学史上的两朵乌云是什么?
怎样解释黑体辐射实验的结果呢?当时,人们都从经典物理学出发寻找实验的规律。前提和出发点不正确,最后都导致了失败的结果。例如,德国物理学家维恩建立起黑体辐射能量按波长分布的公式,但这个公式只在波长比较短、温度比较低的时候才和实验事实符合。英国物理学家瑞利和物理学家、天文学家金斯认为能量是...

张家口市15876474616: 跪求瑞利金斯公式详细导出过程 -
吕杭依托: 瑞利金斯公式详细导出过程如下: 考虑一个体积为瑞利-金斯公式 - 悟物穷理 - 我的博客的空腔,腔壁温度为瑞利-金斯公式 - 悟物穷理 - 我的博客,腔内真空,由于腔壁在任何温度下都辐射电磁波,因此腔内就建立了一电磁场,并且腔壁同电磁场...

张家口市15876474616: 瑞利金斯公式的表达式形式是? -
吕杭依托:[答案] 根据经典统计力学导出的辐射公式.瑞利(1900)和J.H.金斯(1905)根据经典统计理论,研究密封空腔中的电磁场,得到了空腔辐射的能量密度(,)按频率分布的瑞利—金斯公式: [898-01] (1)式中是玻耳兹曼常数,是真空中光速,是热力学温度. ...

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吕杭依托: 瑞利在1900年从统计物理学的角度提出一个关于热辐射的公式,即后来所谓的瑞利-金斯公式,内容是说在长波区域,辐射的能量密度应正比于绝对温度

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张家口市15876474616: 气体自身的辐射能用普朗克公式算吗 -
吕杭依托: 可以运用此公式算: 德国物理学家M.普朗克在量子论基础上建立的关于黑体辐射的正确公式.19世纪末,经典统计物理学在研究黑体辐射时遇到了巨大的困难:由经典的能量均分定理导出的瑞利-金斯公式在短波方面得出同黑体辐射光谱实验结...

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吕杭依托: 19世纪末20世纪初,物理学处于新旧交替的时期.生产的发展和技术的提高,导致了... 特别是关于黑体辐射的实验规律,运用经典理论得出的瑞利-金斯公式,虽然在低频...

张家口市15876474616: 瑞利 - 金斯线是什么 -
吕杭依托:[答案] 瑞利在 1900 年 得出一个关于热辐射的公式(瑞利 - 金斯 公式,见黑体辐射),在长波区域,同实验符合得很好,为量子论的出现准备了条件.瑞利(1842~1919)Rayleigh,Baron英国物理学家 .原名J.W.斯特拉特 .1842 年 11月...

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张家口市15876474616: 普朗克的量子化理论是如何解释黑体辐射规律的,辐射强度和能量子间是什么关系,其分立值又是怎么来的? -
吕杭依托: 普朗克得到一个黑体辐射公式,只有这个公式与实验完全吻合,但是只有黑体辐射中能量是一份一份的时候,才能解释公式,故他提出能量是一份一份不连续的,就是量子化的

张家口市15876474616: 关于能量量子化的问题!为什么说:为了从理论上得出正确的辐射公式
吕杭依托: 沿用经典物理概念(如经典电磁辐射理论和能量均分定理)去推导一个符合实验规律的黑体单色辐出度函数均遇到困难,如瑞利—金斯公式.为了提出正确的理论就必须抛弃经典(能量均分),将能量分立,普朗克作出能量子假设,即组成黑体腔壁的分子或原子可视为带电的线性谐振子这些谐振子和空腔中的辐射场相互作用过程中吸收和发射的能量是量子化的,只能取一些分立值,吸收和发射能量的最小值称为量子

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