什么是黑体辐射,什么又是黑体呢

黑体辐射，有时称为空腔辐射，指的是一个系统吸收所有辐射入射到它身上，然后重新辐射能量。这种再辐射的能量是系统的特征，不依赖于撞击它的能量。相反，辐射能量强烈依赖于物体的温度。辐射入射的物体是一种特殊类型的物体，称为黑体一种理论上理想的辐射器和吸收器，吸收所有入射到它上面的辐射。

虽然没有完美的黑体，但大多数固体物体离黑体足够近，因此可以认为它们“足够近”。太阳放出来了阳光例如，可以被视为一个完美的黑体。另一方面，地球需要一个修正因子。这个修正被认为是一个完美黑体的70%，但是它的能量减少了30%，在所有波长上或多或少是均匀的。地球的大气层不能被视为黑体。请看太阳能到地球更详细的讨论。

很难想象一个物体吸收和发射所有波长的概率相等但幅度不等。换句话说，物体同样能够发出任何波长的光，只是不会，因为不同的波长有不同的能量。物理学家通常把这个物体想象成一个中空的金属盒子，里面有一个非常小的洞。这个盒子在里面热平衡并且充满了在盒子内部反弹的辐射，被金属壁发射和反射。盒子一面墙上的小孔让盒子里的一些辐射得以逃逸。来自盒子外部的辐射击中孔，并被捕获在盒子内部，不太可能从微小的孔中再次发射，因此黑体不会发生反射。唯一从洞里出来的辐射是盒子里反弹的辐射样本。

黑体辐射曲线

这些黑体非常接近处于热力学平衡的真实世界物体，这意味着它们没有净能量流，因为流入和流出的速度相同。随着黑体温度的变化，曲线会进行调整和移动，以使发射的曲线平衡吸收的能量。从这些曲线，你可以知道黑体发出的光是什么颜色或波长。这是通过寻找峰值波长使用维恩位移定律:

从这个和图1可以看出，较热的黑体在较短的波长下发射出峰值能量。对于黑体来说，物体辐射最强的波长是峰值波长韦恩定律和黑体的总辐射量取决于它的温度。黑体辐射的总能量由曲线面积决定，实际值可由斯特凡-玻尔兹曼定律。随着温度的升高，黑体发出的总辐射增加，而辐射峰值的波长变小(发出更多的白光或蓝光)。这种对温度的依赖是为什么火炉的燃烧器会发出红光，太阳会发出橙色光，而不同温度下的不同恒星可能会有不同的颜色。

重要

尽管许多物体的行为像完美的黑体，但大气却不是。正因为如此，大气的行为以及它与完美黑体的不同行为对温室效应有着重大影响。同样，大气的这种行为对于展示地球温度与温室效应还有没有温室效应的地球温度。

用风马牛不相及来形容黑体辐射和黑体是比较贴切的。虽然，它们都与光有关，都拥有一个黑字，即意味着不透明；但是，两者的物理机制却是截然不同的。所谓黑体，是指某物完全吸收光线，不反光。而黑体辐射则恰好相反，是指内部的光被完全封闭着且不被吸收，我们看不见其中的光亮。该物体只留出一个小孔对外发光。科学家们正是根据这一理想的物理模型，观测不同温度的光谱分布，进而研究能量的性质。

因此，黑体是普通物体，比较直观，只要能吸收所有频率的光，就是黑体。而黑体辐射则不然，其极具研究价值。如果能量是连续的，那么黑体辐射出来的光线就只是高能的紫外线；反之，如果能量是不连续的，则辐射出来的光线各种频率的都有。根据温度的不同，有一个分布曲线。这就好比是选举，如果按照财富选举，当选的人一定是最有钱的人；只有一人一票，则各种不同阶层的人都有机会当选。

在经典时期，根据机械的世界观，将不同的概念完全对立起来。于是，能量与物质是截然不同的。前者是连续和不确定的，后者则是不连续的实体，具有确定的质量和体积。然而，根据对黑体辐射的观测，其辐射出来的光线是全频率的，只是不同频率的强度有所不同，形成了一定的分布曲线。

无论是低频还是高频的光都很弱，只有与温度相对应的频率占绝大多数。这就好比是不同国家的人平均寿命是不同的，但无论平均寿命多少，短命和长寿的人都是存在的。只是他们的数量不多而已。因此，连续的能量受到了实验的挑战，被比喻为是飘在经典物理学晴朗天空上的一朵乌云。

为此，普朗克在其新建的黑体辐射公式中，引入了一个量纲为粒子角动量的物理常数h。于是，消除了紫外灾变。其原理是假设存在着不可再分的最小粒子，而能量是关于粒子运动能力的度量。所以，粒子的有限性，决定了能量的不连续性。

由此，奠定了量子力学的物理基础。我们的宇宙是由无数个不可再分的最小粒子构成的，该最小粒子被称为量子。于是，离散的量子构成物理背景，即量子空间；受到激发的量子成为不同频率的光子，属于能量的范畴；而由高能量子的运动所形成的封闭体系，就是各种基本粒子、原子和分子等不同层次的物体，属于物质的概念。

实际上，具有黑体辐射性质的物体比黑体更为普遍。就物质的定义而言，所有的物质都是由高能量子的运动所形成的封闭体系，它们都会因为其封闭性小于1，而对外辐射能量。

正是因为如此，万有引力才得以存在。因为，物质的热辐射，使量子空间形成了热的梯度分布。于是，两个物体相遇时，会受到空间量子的不对称碰撞，从而产生相互接近的趋势。这就好比两个漩涡相遇，汇集成了一个更大的漩涡，将漩涡内的物体向漩涡的中心挤压。

此外，即便是太阳和黑洞也都在进行着黑体辐射。这就是为什么，我们接收到的阳光早在百万年以前就产生了。其历经磨难，才有机会逃离太阳。否则的话，太阳就会因核聚变而爆炸。至于黑洞，由于存在着隧道效应，其中的光线都有机会逃离出来。只是，逃出的概率与光子的能量成正比关系。所以，真正能够逃出的只有高能的x射线。这就是为什么，科学家们认为x射电源是黑洞的原因。

总之，黑体是吸收光线，不反光；而黑体辐射则是不吸收光线，且不对外释放光线。这就好比，税务局与财政部的关系。前者只管收钱，后者则只管花钱。当然，在现实的世界，不存在绝对的物体。所以，黑体不黑，黑体辐射亦会不断地向外释放出各种频率的能量。只是，不同频率的光线所占比例不同，其与温度相关。例如，宇宙的微波背景辐射温度，决定了空间量子在不同能量上的分布。同是空间量子，它们所拥有的能量却并不是完全相同的。