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物理学家发现超越黑体辐射极限的材料 可用于能量收集等领域

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发表于 2020-4-7 18:38:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
文章来源:快科技
自19世纪末以来,我们知道所有材料在加热时都会发出可预测波长范围内的光。
据外媒报道,近日美国伦斯勒理工学院的物理学家Shawn-Yu Lin在《自然科学报告》期刊上发表了一篇新论文称,科学家现在发现一种材料,它受热的发光强度似乎超越了黑体辐射极限。
19世纪初,德国物理学家马克斯?普朗克曾使用数学方法描述辐射定律,并假设能量只能以离散值存在,进而进入量子时代,马克斯也被冠为量子力学创始人。
按照普朗克定律,宇宙中没有任何物体可以发出比黑体更多的辐射。
黑体是一个理想化物体,它能够吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射,随着温度上升,黑体所辐射出来的电磁波与光线称做黑体辐射。
Shawn-Yu Lin发现,有一种新材料违反了普朗克定律局限,为基于钨的三维光子晶体,当加热至600K时,其发光强度是黑体基准的8倍,材料结构显示出约1.7μm的辐射峰值。
然而现在,新研究第一作者、美国伦斯勒理工学院物理学家Shawn-Yu Lin发现,有一种新材料违反了普朗克定律局限,为基于钨的三维光子晶体,当加热至600K时,其发光强度是黑体基准的8倍,材料结构显示出约1.7μm的辐射峰值。
新材料能发出类似由激光或发光二极管产生的同调光,但是并不需要复杂昂贵的半导体结构。Shawn-Yu Lin表示,事实上这没有违反普朗克定律,只是产生热量的一种新方法,虽然理论无法完全解释这种现象,但科学家假设光子晶体各层之间的偏移允许光从晶体内部空间射出,发出的光在晶体结构内来回反弹从而改变了光的性能,行为几乎就像人造雷射材料。
科学家表示,这种新材料可用于能量收集、军事用红外物体追踪识别、大气化学光谱学研究以、激光等领域。新论文发表在《自然科学报告》期刊。
Shawn-Yu Lin表示,事实上这没有违反普朗克定律,只是产生热量的一种新方法,虽然理论无法完全解释这种现象,但科学家假设光子晶体各层之间的偏移允许光从晶体内部空间射出,发出的光在晶体结构内来回反弹从而改变了光的性能,行为几乎就像人造雷射材料。

本文封面图来源于图虫创意

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