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  • 1 # 領略宇宙之美

    首先,個人的想法是物質是能量的載體,能量是物質的一個內稟屬性。

    其次,熱輻射是光深厚的介質與電磁輻射場(光子氣體)的體系達成熱平衡時的輻射場,又稱黑體輻射,只要溫度大於0k的物體都會產生熱輻射,且為連續譜。

    所以,介質可以是分子,比如人體的輻射,近似黑體輻射。可以是原子,比如稀有氣體。也可以是等離子體態物質,如離子-電子,原子核-電子。

    由此,輻射的機制隨介質差異不同。分子,來自分子能級在電磁場中的退激、躍遷,退激產生輻射,躍遷吸收輻射。原子,來自核外電子在電磁場中的退激、躍遷。原子核-電子,同理。

    為什麼是連續譜?直觀的看,因為分子、原子、原子核佔據特定的態,在各個態上的數目(分佈函式)近似波爾茲曼分佈(實際是玻色分佈或費米分佈),能級間距(能態密度)近似連續。

    為什麼高於0K的物質產生輻射?輻射是自發的啊,退激、躍遷由機率決定。分子、原子遵循玻色分佈,高溫時近似於波爾茲曼分佈。在溫度趨於0K時,所有的分子趨向於佔據能量最低的態——基態,最終形成著名的玻色—愛因斯坦凝聚物質,它的能量最低了,當然不會繼續退激產生輻射了。對於費米子如氫原子核,遵循費米分佈,同樣高溫時近似與波爾茲曼分佈。低溫時,粒子將依次佔據基態高費米能,每個態上只可以最多一個粒子。所以高能級的粒子也無法向低能級退激,因為低能級已經被佔據了。

    電子熱運動不會產生熱輻射,這是產生的輻射有專有的術語,叫做非熱輻射。如正康普頓散射、逆康普頓散射、同步輻射、軔致輻射。

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