作业帮热辐射中为什么能量与频率成正比?频率与什么有关?与速度的平方有关?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/28 21:07:49
热辐射中为什么能量与频率成正比?频率与什么有关?与速度的平方有关?
普朗克分析了两个公式结果,发现问题出在能量均分的问题上,根据传统的热力学统计理论,把空腔内每个元体积看做一个谐振子,每个谐振子能量是kT(k是波尔兹曼常数),但是把这个代入计算能量密度中导致能量密度的函数在频率趋于频率无穷大的时候并不能收敛.当且仅当每个谐振子能量与其频率成正比时能量密度函数收敛,以此为假定,替换瑞利金斯辐射公 式的谐振子能量.可以得到普朗克黑体辐射公式.普朗克黑体辐射公式是不是说能量不是均分的?分子的动能与辐射什么关系?速度或者速度的平方与频率成正比?动能与温度有关,是不是温度越高,振动的动能越大,所以频率越高,所以辐射的能量越高?
普朗克分析了两个公式结果,发现问题出在能量均分的问题上,根据传统的热力学统计理论,把空腔内每个元体积看做一个谐振子,每个谐振子能量是kT(k是波尔兹曼常数),但是把这个代入计算能量密度中导致能量密度的函数在频率趋于频率无穷大的时候并不能收敛.当且仅当每个谐振子能量与其频率成正比时能量密度函数收敛,以此为假定,替换瑞利金斯辐射公 式的谐振子能量.可以得到普朗克黑体辐射公式.普朗克黑体辐射公式是不是说能量不是均分的?分子的动能与辐射什么关系?速度或者速度的平方与频率成正比?动能与温度有关,是不是温度越高,振动的动能越大,所以频率越高,所以辐射的能量越高?
在狭义分子物理和宏观分子物理中总会遇到这些问题,事实上,不要忽略一个真相：即能量守恒与质量守恒.《能量守恒定律：能量既不会凭空产生,也不会凭空消灭,它只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变.这就是能量守恒定律,如今被人们普遍认同.》《自然界的基本定律之一.在任何与周围隔绝的物质系统（孤立系统）中,不论发生何种变化或过程,其总质量保持不变.》
这个是常识性的东西,为什么要强调?因为这是物理和化学的一个基础理论.物质和能量都是如此：从高浓度向低浓度转移或者扩散.所有的过程都是动态的,平衡都是相对的.举个例子
一块金属,通电做功.能级低时,分子活动缓慢.温度慢慢升高.随着能级的提升,金属会经历一个温度提升的过程（发热,热辐射；分子变得活跃,金属变软）,然后多余的能量通过更高级的方式散播（发光,光子的形成）,然后达到物理熔点（融化；分子活跃度大大增加）.最终蒸腾（汽化；分子的极限活跃状态）,整个过程金属的体积会有巨大的变化.
回到你的问题,微观的,理论的研究这个过程,很多东西需要理想化,例如质点,分子,谐振子等.
波动是能量传递的主要方式,能量大小和频率、振幅、有关；频率越高振幅越大,能量越高.
这个是常识性的东西,为什么要强调?因为这是物理和化学的一个基础理论.物质和能量都是如此：从高浓度向低浓度转移或者扩散.所有的过程都是动态的,平衡都是相对的.举个例子
一块金属,通电做功.能级低时,分子活动缓慢.温度慢慢升高.随着能级的提升,金属会经历一个温度提升的过程（发热,热辐射；分子变得活跃,金属变软）,然后多余的能量通过更高级的方式散播（发光,光子的形成）,然后达到物理熔点（融化；分子活跃度大大增加）.最终蒸腾（汽化；分子的极限活跃状态）,整个过程金属的体积会有巨大的变化.
回到你的问题,微观的,理论的研究这个过程,很多东西需要理想化,例如质点,分子,谐振子等.
波动是能量传递的主要方式,能量大小和频率、振幅、有关；频率越高振幅越大,能量越高.