题目
随着辐射黑体温度升高,对应于最大单色辐出度的波长A. 向长波方向移动B. 不受影响C. 先向短波方向移动,后又向长波方向移动D. 向短波方向移动
随着辐射黑体温度升高,对应于最大单色辐出度的波长
A. 向长波方向移动
B. 不受影响
C. 先向短波方向移动,后又向长波方向移动
D. 向短波方向移动
题目解答
答案
D. 向短波方向移动
解析
本题考查黑体辐射中最大单色辐出度波长随温度变化的规律,核心在于理解维恩位移定律。该定律指出,黑体辐射的峰值波长与温度的乘积为常数,因此温度升高时,峰值波长会缩短,即向短波方向移动。学生需注意区分此规律与总辐射能量变化(斯特藩-玻尔兹曼定律)的不同。
维恩位移定律的数学表达式为:
$\lambda_{\text{max}} \cdot T = b$
其中:
- $\lambda_{\text{max}}$ 是峰值波长,
- $T$ 是黑体温度,
- $b \approx 2.898 \times 10^{-3} \, \text{m·K}$ 是维恩位移常数。
推导过程:
- 公式变形:由公式可得 $\lambda_{\text{max}} = \frac{b}{T}$。
- 温度变化的影响:当温度 $T$ 升高时,分母增大,导致 $\lambda_{\text{max}}$ 减小。
- 结论:温度升高,对应最大单色辐出度的波长向短波方向移动。