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物质内部热生成光子的 Stefan-Boltzmann 常数重探

光学 2021-07-21 v1

摘要

Stefan-Boltzmann 常数源于腔体内光子密度,但在物质内部光子模密度是材料特异的。光子速度由其所处模决定,故模密度可用速度表示。腔体在温度 TKT_{K} 下的强度将 [8πk4c3h3]TK4\left[\frac {8\pi k^4}{c^3h^3}\right] T_{K }^4(π4/15)({\pi^4}/{15}) 结合。由内部光子谱能量密度求和得到的材料依赖数替代 π415\frac {\pi^4}{15}。给出了水、锗和银的谱密度。输出强度将基于这些密度的修正半球发射率 ϵQ,H\epsilon_{Q,H} 与普适因子 [8πk4c3h3]TK4\left[\frac {8\pi k^4}{c^3h^3}\right] T_{K }^4 结合。方向不变内部辐射度元经界面内反射后的出射辐射亮度定义了 ϵQ,H\epsilon_{Q,H}。所预测的内部密度可用测得的外谱强度验证,只要出射时的折射在发射率中予以考虑,而 Kirchhoff 定律忽略了这一点。预测了电介质中的虚束缚态光子共振并被观测到。

关键词

引用

@article{arxiv.2107.09455,
  title  = {The Stefan-Boltzmann constant re-visited for photons thermally generated within matter},
  author = {G. B. Smith and A. R. Gentle and M. D. Arnold},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.09455},
  year   = {2021}
}

备注

20 pages