黑體輻射

黑體輻射(Blackbody-radiation)
國立彰化高級中學姜志忠老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

「黑體」這個名詞是科希荷夫(Gustav Kirchhoff)在1860年所提出，黑體所發射出來的電磁輻射稱之為「黑體輻射(Black-body radiation)」或「空腔輻射」（cavity radiation，因為早期利用一個金屬製的空腔來模擬黑體），對於該現象的仔細研究，逐漸形成量子力學的雛形，因此黑體輻射在量子力學中佔有相當特殊的地位。

在物理中所謂的「黑體」指的是，「該物體能夠吸收所有照射到物體的電磁輻射，沒有任何的輻射能夠穿透該物體─透射或自物體反射出來」，因為物體不會反射任何的電磁波（光），自然看起來是黑色的，這也就是為何物體稱之為黑體的由來。一般物體都不是標準的黑體，因為一般物體並不會完全吸收外來的輻射，科學家稱之為灰體(gray body)。

因為黑體能完全吸收外來輻射，因此科學家所偵測到的輻射，完全是由黑體本身所發射出來的，藉此可摒除外來的「雜訊」，黑體所具有的這種特殊性質，造就黑體成為理想的熱輻射(thermal radiation)來源，且熱輻射是以電磁波的形式釋放出來。

維恩(Wein)進一步研究發現，黑體產生的電磁輻射的波長與能量強度，僅隨者溫度產生變化，稱為維恩位移定律 Wien’s displacement law。依據位移定律，若黑體產生的電磁波落在可見光的範圍時，當黑體的溫度逐漸升高，發出可見光的波長將逐漸縮短，顏色也從紅色逐漸轉為橙色、黃色、甚至白色，最後呈現藍色。藉由黑體這種特殊的性質，人類可以透過物體產生的電磁輻射約略估計該物體的溫度。

資料來源

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Black_body