[实用新型]一种黑体辐射演示装置

说明书

本实用新型提出了一种黑体辐射演示装置，包括平台、底座和导管，平台上有一光源、黑球、白球和透明球，光源为三个球提供电磁辐射，导管位于支架正面将黑球和白球的内部空气连通，导管内部蓄有一定量的液柱。本装置是将黑球与白球吸收和辐射电磁波的能力强弱，转化为导管内水的移动来演示黑体辐射定律，并通过透明球内部旋转体的自转现象再次演示定律。本实用新型的优点在于：将现象具体化，直观明显，且采用了双重演示，避免了现象产生的偶然性，演示效应强。

技术领域

本实用新型物理演示实验教具领域，涉及一种黑体辐射演示装置。

背景技术

“黑体辐射定律”是德国物理学家普朗克于1900年提出的，是公认的物体间热力传导基本法则。其主要内容任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本领，而黑体是具有这种本领最大的物质，因为其能够吸收全部的电磁辐射，既没有反射，也没有透射，因此，在同一温度下，黑体的吸收和辐射本领永远会大于其他颜色物体的吸收和辐射本领，且使其温度最高。

黑体辐射定律在日常生活中应用广泛，例如在夏季里穿黑色的衣服是感到最热的，但这个定律在教材中的讲解仅仅是文字说明，没有一个简单的装置进行直观的演示，使得学生在学习时往往是不知所云、印象不深。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种黑体辐射演示装置，能够直观有效的演示黑体辐射现象。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种黑体辐射演示装置，包括平台、光源、黑球、白球、底座、导管、插头；所述光源设置在平台上，所述黑球、白球形状、大小完全一致且均设置在平台上，且所述黑球与所述光源的距离等于所述白球与所述光源的距离；所述导管内充有一段液柱，其两端分别于所述黑球和所述白球内部连通；所述插头用于为所述光源供电；所述底座用于支撑所述平台，设置在所述平台远离所述光源的一侧的中心。

可选地，还包括透明球，设置在平台的光源同侧上，其内部设有弧形座、顶针、圆锥帽、叶片；所述透明球通过固定座固定在平台上，所述弧形座与透明球内部形状相匹配，放置在透明球内底面上，所述顶针尖端呈圆锥形，固定在弧形座中心，所述圆锥帽套设在顶针尖端，所述叶片设有若干片，其一侧为黑一侧为白，等距排列在圆锥帽底边上。

可选地，所述的黑球和白球均为空心球体，大小与透明球相同，其球身下方有一小孔，与导管孔径相同，用于导管接入球体内部。

可选地，所述黑球、白球均通过固定座设置在平台上。

可选地，所述固定座为呈凹形，其形状和其被固定物的外表面形状相匹配。

可选地，所述插头通过设置在底座内部的导线与光源相连。

可选地，所述底座为三棱柱支架，用于稳定整体装置。

可选地，所述三棱柱支架为高为30-50cm，边长5-10cm的等边三棱柱。

可选地，所述导管充有带有颜色的液柱。

可选地，所述的导管孔径0.4-0.7cm。

可选地，还包括支座，设置在底座远离平台的一侧上，用于支撑底座，其侧面带有用于穿出插头的侧孔。

在相同光源、相同距离的条件下，黑球比白球具有更强的吸收和辐射能力，使其内部温度更高，体积膨胀更大，所以连接两球内部气体的导管中的水会发生偏移，且向白球方向上升。

当光源照射到透明球内叶片时，叶片黑色的一面吸收和辐射能力更强，温度更高，根据气体动力论，温度越高、分子运动速率越大、撞击力越强，所以在叶片的两面形成了压力差，使得光照时，叶片自动旋转，且白色面在前，黑色面在后。

本实用新型的有益效果在于：