1-2 黑体辐射 实验报告

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1、黑体辐射6近代物理实验报告指导教师：得分：实验时间：2010年06月02日，第十四周，周三，第5-8节实验者：班级材料0705学号200767025姓名童凌炜同组者：班级材料0705学号200767007姓名车宏龙实验地点：综合楼505实验条件：室内温度℃，相对湿度%，室内气压实验题目：黑体辐射实验仪器：（注明规格和型号）WGH-10型黑体实验装置（光栅单色仪、接收单元、扫描系统、电子放大器、转换采集、电流可调的溴钨灯光源、计算机及打印机组成）试验装置的光学系统如图所示。实验目的：通过测量黑体辐射的能量分布曲线及普朗克常量，加深对黑体辐射

2、问题的理解。实验原理简述：历史上很多物理学家都企图用经典理论解释黑体辐射规律。如Kirchhoff、Boltzzman、Wilhelm、Rayleigh等。他们得到了一些与之有关的公式：BoltzzmanEquation：WilhelmEquation：Rayleigh-Jeansformula：Planck提出：电磁辐射的能量只能是量子化的。他认为以频率ν做谐振动的振子其能量只能取某些分立值，在这些分立值决定的状态中，对应的能量应该是某一最小能量的hν整数倍，即E=nhν,n=1,2,3,…在此能量量子化的假定下，他推导出了著名的普朗克

3、公式：黑体辐射6因为所以它与实验结果符合得很好。Planck提出的能量量子假说具有划时代的意义，标志了量子物理学的诞生。考虑到单色辐射能密度E（λ，T）与单色辐射度R（λ，T）之间的关系：此式还可以写成如下形式Planck公式经过微分后得到Wilhelm位移定律：Planck公式经积分后可以得到Stefan-BoltzmannLaw不同的人提出的辐射理论表达为公式曲线之后的图形如右所示，可见还是存在一定的差别的。实验步骤简述：1、实验内容1绘制不同温度下的黑体辐射能量曲线2验证普朗克辐射定律3验证维恩位移定律4验证斯特藩-玻尔兹曼定律2、

4、实验步骤（1）检查仪器连线，调节狭缝宽度。（2）打开溴钨灯电源，打开控制箱电源，预热。（3）打开计算机，点击计算机运行黑体软件，点击屏幕，显示操作平面，重新进行初始化（4）绘制基线图调节溴钨灯电流为1.76A黑体辐射6点击：工作方式-基线-寄存器1-修正为黑体□-传递函数□-单程此时，屏幕出现动态扫描绘制基线图，越6min后停止。（1）绘制三条不同温度的黑体辐射能量l检查溴钨灯电流为1.76A点击：工作方式-基线-寄存器1-修正为黑体□-传递函数□-黑体-色温、此时，屏幕出现正在检索提示，稍等后，动态扫描绘制2580K色温下的黑体辐射能量

5、图，约6min后停止。点击：归一化l调节溴钨灯电流为1.90A点击：寄存器3-黑体-色温此时，屏幕出现正在检索提示，稍等后，动态扫描绘制2670K色温下的黑体辐射能量图，约6min后停止。点击：归一化l调节溴钨灯电流为1.47A点击：寄存器4-黑体-色温此时，屏幕出现正在检索提示，稍等后，动态扫描绘制2410K色温下的黑体辐射能量图，约6min后停止。点击：归一化l点击绝对黑体的理论谱线。此时屏幕上，展示着三条不同温度的黑体辐射能量曲线和一条溴钨灯的基线，绘图完毕。l打印绘制的能量图，标识能量图。（2）验证普朗克辐射定律点击：验证普朗克辐

6、射定律，屏幕出现光标。l光标对准某一温度黑体辐射能量线，屏幕的左上角会出现告知数据，该数据表示波长λ值和能量值E实测，记录该数据。l再将光标对准同一波长位置的绝对黑体理论线，屏幕的左上角会出现告知数据，该数据表示一波长λ值和决定黑体理论值E实测，记录该数据。分别取三条不同色温能量线的四个不同点记录。（3）点击维恩位移定律屏幕出现维恩位移定律的数据表格，记录并与理论值对比验证，计算误差。（4）点击斯特藩-玻尔兹曼定律屏幕出现斯特藩-玻尔兹曼定律的数据表格，记录并与理论值对比验证，计算误差。3、注意事项：A.软件运行时由于误操作，可能会出现“

7、死机”现象，一旦发生误操作，必须首先断掉电控箱电源，再重新启动计算机系统，接着关闭计算机片刻，然后进行实验操作3B.实验操作过程中，请将手机关闭，避免因收、发信号时干扰软件运行而发生软件失效，导致重新安装软件的麻烦。黑体辐射6Extra：Wihelm二维位移曲线：黑体辐射6原始数据、数据处理及误差计算：实验中获得的数据表见附页，下列数据位数据表上读得的数据；并用它们来验证三个黑体辐射上的定理1，Planck定理nT/Kλ/nmErEthΔΔ%Δ%average12410810601.36678.46-77.1-11.364%-11.491

8、87329%211701042.71046.57-3.87-0.36978%31838635.01721.95-86.94-12.0424%42054510.96592.53-81.57-13