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1879年,斯特藩根据实验曲线总结出一个定律:黑体的辐射出射度与黑体的绝对温度四次方成正比。1894年玻尔兹曼从理论上证明了该结论,称为斯特藩-玻尔兹曼定律。

八卦一段:这里的玻尔兹曼不是别人,唐山电子门禁系统正是最早从科学理论上阐述原子概念的人,不过在那个时代,大家普遍不相信原子论,所以玻尔兹曼有一大批学术上的反对者,他曾感慨“自己是一个软弱无力的与时代潮流抗争的人”。不过他并非孤军奋战,有一个年轻的德国科学家也站在他这边。但玻尔兹曼心高气傲,觉得支持他的是个无名小卒,根本看不上眼。然而,这个德国科学家不是别人,正是后来被称为“量子论之父”的普朗克,唐山人脸识别门禁下文我们也会提到。(玻尔兹曼一生极为固执,他一生专注于分子运动论的研究,对于自己的理论无法得到科学界的认可感到极为沮丧,再加上饱受躁郁症以及哲学上的困扰,最终在1906年结束了自己的生命)。

1893年,维恩也总结得到了一个规律,即绝对黑体的温度与辐射本领最大值相对应的波长λ的乘积为一常数,称为维恩位移定律。它表明热辐射的峰值波长随着温度的增加而向着短波方向移动。

但在实验中,维恩公式只在短波段与实验结果相符合,在长波段则出现明显偏差。虽然后来瑞利提出了长波段的假设,但始终和实验冲突。



图:辐射本领与波长的关系

物理学果然是一门以实验为基础的科学(只是近些年来低矮的果实都被摘得差不多了,实验越来越难做了)。

这个时候普朗克横空出世。1900年12月14日,唐山人脸识别门禁在德国物理学会的例会上,普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。在这个报告中,他激动地阐述了自己最惊人的发现。他说,为了从理论上得出正确的辐射公式,必须假定物质辐射(或吸收)的能量不是连续的,而是一份一份进行的,只能取某个最小数值的整数倍。这个最小数值就叫能量子,辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。其中h,普朗克当时把它叫做基本作用量子,唐山电子门禁系统后来被命名为普朗克常数,它标志着物理学从“经典幼虫”变成“现代蝴蝶”。



图:物质辐射(或吸收)的能量不是连续的,而是一份一份进行的
普朗克死后,他的墓志铭就是一行字:h=6.63×10^-34J·S

根据上述理论,我们如果探测到物体释放出来的热辐射,通过黑体的标定参考,就可以反推出来温度(当然,反推的过程也有很多方法)。


黑体的标定可以在生产环节进行,唐山人脸识别门禁也可以设置在现场环境中在线标定。但这仅仅是理论上,在实际环节中,有多方面原因会影响到温度测量的精确度。



图:影响测温精确度的因素 所以要测准人的体温,就需要上面三步,任何一步有问题,都会影响到最后测温的精度。


这篇文章就写到这里,后续我们会将这三个环节慢慢展开。

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