黑體輻射的連續光譜是如何產生的?
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比如在一個高溫的鐵箱子上面鑿一個小洞,那麼這個小洞便構成一個近似的黑體,它會按照普朗克定律發出連續的光譜。但鐵原子不是只能發出固定幾種頻率的光么?這裡的連續光譜又是如何產生的呢?
謝邀。
黑體輻射是熱輻射問題,這不是光致發光或者電致發光,而是熱激發。對於固體來說熱激發的能量來自於分子/原子振動轉動和晶格畸變和振動,這種振動是很複雜的,大量鐵原子的平均結果以及大量鐵原子和聲子耦合的結果最終就會造成連續光譜。這和單個原子的光譜是不同的,這部分熱輻射能量根本不是來自於鐵原子在0K的電子態能級結構,用0K的電子態來分析的思路是錯的。你可以計算一下黑體輻射要想獲得可見光需要多高的溫度。
所以黑體輻射和「鐵原子只能發出固定幾種頻率的光」根本是在討論兩個不同的問題,一個是振動轉動或者聲子譜,一個是電子態光譜。看一下普朗克寫的theory of heat radiation就懂了。https://archive.org/details/theoryofheatradi00planrich
鐵原子里電子發光那個能級太高了,不是一個量級的。
補充一下nan hu的答案,單獨的鐵原子在聚集成為金屬的過程中,由於不同原子相互靠近,價電子可以在其間轉移,單個價電子能級相互組合成為能帶,離散譜變為連續譜。黑體輻射中除了晶格振動即聲子的貢獻外,也包括電子在能帶間躍遷產生的輻射,後者總體上要小很多,且主要在高頻段。
黑體輻射的光譜是連續的嗎??
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