Physics 版 (精华区)

发信人: Rg (RedGardenia), 信区: Physics
标  题: §11  比黑还要黑
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年05月18日08:44:59 星期天), 站内信件

§11  比黑还要黑
    取若于颜色好象是一样的物体，仔细地观察它们，以便发
现它们在颜色上究竟有何差别。
    仔细地检查表明它们的颜色是有差别的，这个颜色淡一
些，那个颜色深一些，浓一些。这一差别是由于：落在物体上
的光线一部分被吸收了，另一部分被反射掉。很自然，这两个
分量之间的关系可以在极广的范围内变动。以两个极端情况
为例，一个是发亮的金属表面，另一个是一块黑色的天鹅绒。
金属几乎将落在它上面的光线全部反射掉，而天鹅绒却吸收
了绝大部分的光线，也就是说，几乎没有反射任何光线。
    魔术师可真会利用天鹅绒的这个特性，因为一个不怎样
反射光线的物体实际上是看不见的。在舞台上的黑色背景前
面，一口覆以黑色天鹅绒的箱子是几乎不会被察觉的，这样魔
术师就可以用手绢、鸽子、甚至他自身来变各种各样的戏法，
让它们忽隐忽现。
  物理学家也同样发现了黑色物体的这一十分可贵的特
性。在寻找标准物体的过程中，他们决定采用黑色物体。一
个黑色物体吸收的辐射最多，因而这一辐射能将黑色物体加
热到较其他所有物体都要高的温度。
    相反地，当一个黑色物体被加热到高温并成了一个光源
时，它的辐射强度较在同一温度下的任何其他物体都要大。
因此黑色物体是一个可以用来建立热辐射定量定律的非常方
便的辐射体。    
    当然，人们发现：不同的黑色物体是以不同的方式辐射
的。例如黑烟灰就可能比黑天鹅绒更黑一些，但也可能没有
后者那样黑，这全看它来自什么样的燃料。黑天鹅绒的黑度
也不一样。这些差异不大，但对于标准黑色物体来说，仍以去
掉这些差异为好。
    于是物理学家想出了一种最黑的黑色物体--一口箱
子。它是用来吸收热辐射的一种非常特殊的箱子。箱子的内
壁装有若干肋状墙，整个箱子内部覆以黑烟灰。光线从一个
小孔进去后便再也出不来了：它一旦被捕便永无自由了。物
理学家说：这口箱子把进来的辐射能量全都吸收了。
    现在让我们把这口箱子当作一个光源：这实际上也正是
制造这口箱子的真正目的。  箱壁充分加热后就会变成白炽
的，并开始发射可见光线。正如已经说过的那样，对于一定温
度而言，这种箱子的热与光的辐射将大于任何其他物体，因而
后者就被叫作灰色的，以示区别。
    所有热辐射定律都是以这种最最黑的箱子为标准而建立
起来的，因而这种箱子就获得了一个通称："黑体"。只须作
少许变化，这些定律也可应用于灰体。

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