灵鹊做题网关于微波背景辐射的问题
来源：学生作业帮 编辑：灵鹊做题网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/01 05:37:23
关于微波背景辐射的问题
微波背景辐射来自宇宙,而且是全方向的,这似乎意味着没有放射源啊,
微波背景辐射非常符合黑体普,可黑体辐射是人类定义的,而非现实存在的.
黑体辐射
[英文]:black-body radiation
任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领.辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布.这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射.为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体.
所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射).黑洞也许就是理想的黑体．
就算黑洞可以完美充当黑体,那么也只有遍地都是黑洞才可能的吧.
微波背景辐射来自宇宙,而且是全方向的,这似乎意味着没有放射源啊,
微波背景辐射非常符合黑体普,可黑体辐射是人类定义的,而非现实存在的.
黑体辐射
[英文]:black-body radiation
任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领.辐射出去的电磁波在各个波段是不同的,也就是具有一定的谱分布.这种谱分布与物体本身的特性及其温度有关,因而被称之为热辐射.为了研究不依赖于物质具体物性的热辐射规律,物理学家们定义了一种理想物体——黑体(black body),以此作为热辐射研究的标准物体.
所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收,既没有反射,也没有透射( 当然黑体仍然要向外辐射).黑洞也许就是理想的黑体．
就算黑洞可以完美充当黑体,那么也只有遍地都是黑洞才可能的吧.
“微波背景辐射来自宇宙,而且是全方向的,这似乎意味着没有放射源……”
——全方位的背景辐射也可以意味着辐射源无处不在,遍及整个宇宙!当然你说的“意味着没有放射源”更准确：在大爆炸之初,能量极高,物质粒子的速度极近光速,性质跟光子很接近,而且正反物质还时时湮灭转化为光子,与此同时,极高能的光子也很容易反过来转化为正反物质……这个时候,物质粒子和光子都是最初大爆炸能量的产物,完全不能说物质粒子是光子的辐射源.后来温度降低,物质与光子才不这样频繁地相互转化……再后来恒星诞生时,才出现较大规模的物质粒子辐射光子的情况（顺便说一下,恒星辐射的光子远比大爆炸遗留下来的背景辐射的光子少）……
“微波背景辐射非常符合黑体谱……”
——实验室是用空腔上的一个小洞来模拟黑体,它比一个实际的黑色物体（比如炭黑等）还要更黑,因为从小洞进入空腔的大量光子要在里面吸收反射极多次,只剩下极少的一小部分有机会再从这个小孔里出来,这就相当于小孔吸收了几乎所有的入射光,所以它是一个很好的黑体.既然是一个很好的黑体,那么加热这个空腔,从其小孔中发出的辐射就是很好的拥有黑体谱的热辐射.由此可见,当辐射与热物体之间多次地相互作用彼此都达到热平衡时（想想在空腔中四处碰壁的光子……不断被吸收又发射……）,辐射就变成有着很好的黑体谱特征的辐射了.大爆炸之初,光子与实物粒子之间的相互作用极其频繁,彼此达到了很好的热平衡状态,所以这时的光子的能量分布有着很好的黑体谱特征,而它们冷却——因宇宙整个空间的膨胀而彼此退行所导致的多普勒红移使各个波段都同比例地展宽——后光子的分布模式仍保持着黑体谱.
——全方位的背景辐射也可以意味着辐射源无处不在,遍及整个宇宙!当然你说的“意味着没有放射源”更准确：在大爆炸之初,能量极高,物质粒子的速度极近光速,性质跟光子很接近,而且正反物质还时时湮灭转化为光子,与此同时,极高能的光子也很容易反过来转化为正反物质……这个时候,物质粒子和光子都是最初大爆炸能量的产物,完全不能说物质粒子是光子的辐射源.后来温度降低,物质与光子才不这样频繁地相互转化……再后来恒星诞生时,才出现较大规模的物质粒子辐射光子的情况（顺便说一下,恒星辐射的光子远比大爆炸遗留下来的背景辐射的光子少）……
“微波背景辐射非常符合黑体谱……”
——实验室是用空腔上的一个小洞来模拟黑体,它比一个实际的黑色物体（比如炭黑等）还要更黑,因为从小洞进入空腔的大量光子要在里面吸收反射极多次,只剩下极少的一小部分有机会再从这个小孔里出来,这就相当于小孔吸收了几乎所有的入射光,所以它是一个很好的黑体.既然是一个很好的黑体,那么加热这个空腔,从其小孔中发出的辐射就是很好的拥有黑体谱的热辐射.由此可见,当辐射与热物体之间多次地相互作用彼此都达到热平衡时（想想在空腔中四处碰壁的光子……不断被吸收又发射……）,辐射就变成有着很好的黑体谱特征的辐射了.大爆炸之初,光子与实物粒子之间的相互作用极其频繁,彼此达到了很好的热平衡状态,所以这时的光子的能量分布有着很好的黑体谱特征,而它们冷却——因宇宙整个空间的膨胀而彼此退行所导致的多普勒红移使各个波段都同比例地展宽——后光子的分布模式仍保持着黑体谱.