黑體輻射 (Blackbody Radiation)
鐵棒受熱（溫度↑） → 顏色改變 紅 → 黃 → 白 (i.e., λ↓)
i.e., 溫度越高，由越高能量的光主宰（含量最多）
E = hν = hc/λ
h: Planck's constant = 6.6×10-34 kg•m2/s
c: speed of light = 3×105 km/s
For red light, λ=700 nm=7000A=0.7μm, Ered=2.8×10-19 J 這是非常小的能量
cf. 25W 的燈泡在一秒內發射的能量=25 J
黑體輻射的特性
(1) T↑，任一波段的輻射強度都↑
1879 年奧國 Josef Stefan （實驗）
1884 年 Ludwig Boltzmann （理論）
F = σT4 (Stefan-Boltzmann law)
F: flux (rate of energy flow) （全波段發射功率）
σ: Stefan-Boltzmann constand = 5.67×10-8 J/m2•K4•s
Ex: 兩塊鐵，一塊 (#1) 在室溫下 (T=300 K)，另一塊 (#2) 如太陽表面之高溫 (T=5800 K)。
則兩者輻射強度之比 F2/F1 = (5800/300)4 ~ 140,000
(2) T↑， λmax↓
1893 年 Wilhelm Wien
λmax •T ∼ 2900 μm•K （這稱為 Wien's diaplacement law)
Ex: 來自太陽表面的輻射，最強處的波長為 0.5 microns → T=5800 K
1900 Max Planck → shape of blackbody radiation spectrum
1905 Albert Einstein → photons
光譜
1814 German optician Joseph von Fraunhofer
太陽 → 600+ 譜線 (lines) （現在我們知道超過 3000 lines）
1857 German chemist Robert Bunsen → 火焰顏色判斷化學成分
1859 Gustav Kirchhoff → 如果讓光穿過稜鏡更好
每種元素產生特有的譜線圖樣 ─→ 光譜分析術 (spectral analysis)
光譜 (spectroscopy) --- 輻射強度隨波長的變化
光譜儀 (spectroscope) 可用 spectrograph， 或用 Charge-coupled device (CCD) 作偵測器
光度 (photometry) --- 輻射強度隨物體位置的變化
Kirchhoff's Laws
1860s by Gustav Kirchhoff
連續光譜: A hot object or a hot, dense gas produces a continuous spectrum
--- a complete rainbow of colors without any spectral lines,
e.g., the blackbody radiation.
發射光譜: A hot, rarefied gas produces an emission line spectrum
--- a series of bright spectral lines against a dark background
吸收光譜: A cool gas in front of a continuous source of light produces an absorption line spectrum
--- a series of dark spectral lines among the colors of the rainbow
原子能階