瑞利-金斯定律

瑞利-金斯定律,是物理学用来描述光谱热辐射(通常称为黑体辐射)的定律。此方法由物理学家瑞利于1900年提出,适用于低频区域的近似解。

定律

瑞利-金斯定律提出黑体发出的辐射中,黑体温度与辐射波长的关系为:

 

其中

  •   是每单位立体角、每单位波长的辐射强度,单位为 W m-3 sr-1
  •   是辐射波长,单位为 m 。
  •   是黑体的温度,单位为 K 。
  •   是真空中的光速
  •  波兹曼常数


此公式的另一个形式是以辐射的频率表示:

 

其中

  •   是每单位立体角、每单位频率的辐射强度,单位为 W m-2 sr-1 Hz-1
  •   是辐射频率,单位为 Hz 。
  •   是黑体的温度,单位为 K 。
  •   是真空中的光速
  •  波兹曼常数

与普朗克黑体辐射定律的关系

 
瑞利-金斯定律、维恩近似普朗克定律,这三种定律的理论结果的比较。黑体温度是8 mK 。

瑞利-金斯定律在波长较长时与实验相符。但是,在波长较短时,辐射强度趋向于无穷大,这于实验数据相违背。1911年,奥地利物理学家埃伦费斯特用“紫外灾变”来形容古典理论的困境。1900年,马克斯·普朗克提出的普朗克黑体辐射定律,则在全部波长的范围皆有效。普朗克黑体辐射定律形式如下:

 

  ,则有

 

所以

 

普朗克黑体辐射定律就能退化为瑞利-金斯定律。

参见