能流密度的定义是什么？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-07-05 22:42 标签： 能流密度与功率的关系

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超声波的波阵面是指某一瞬间（）的各质点构成的空间曲面

【判断题】电磁波的能流密度是可以变化的。（）

极化即电场振动方向的变化趋势，线极化是电场矢量方向不随时间变化的情况，分为：

一简谐波在直径为0.14 m的圆柱形管内的空气中传播波的能流密度为9x10-3W·m-2 ,频率为300Hz,被速为300m·s-1，问平均能量密度和最大能量密度各是多少?平均来说，每两个相邻的同相波面之间的波中含有多少能量?

请帮忙给出正确答案和分析，谢谢！

在一根线密度μ=10-3kg/m和张力F=10N的弦线上,有一列沿Ox轴正方向传播的简谐波,其频率ν=50Hz,振幅A=0.04m。已

在一根线密度μ=10-3kg/m和张力F=10N的弦线上，有一列沿Ox轴正方向传播的简谐波，其频率ν=50Hz，振幅A=0.04m。已知弦线上离坐标原点x1=0.5m处的质点在t=0时刻的位移为，且沿Oy轴负方向运动。当传播到x2=10m处固定端时，被全部反射。试写出：(1)入射波和反射波的波动表达式；(2)入射波与反射波叠加的合成波在0≤x≤10m区间内波腹和波节处各点的坐标；(3)合成波的平均能流。

请帮忙给出正确答案和分析，谢谢！

波长为 6 cm 的 两列相向传播的相干波，叠加形成驻波，邻近两波腹间的距离为 cm。

2. 两列相干波沿同一直线反向传播形成驻波，则两相邻波节之间各点的相位及振幅之间的关系为：

A、（A）振幅全相同，相位全相同

B、（B）振幅全相同，相位不全相同

C、（C）振幅不全相同，相位全相同

D、（D）振幅全不相同，相位不全相同

在任何条件下，对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体，即吸收比为1的物体。

在黑体辐射中，随着温度不同，光的颜色各不相同，黑体呈现由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的渐变过程。某个光源所发射的光的颜色，看起来与黑体在某一个温度下所发射的光颜色相同时，黑体的这个温度称为该光源的色温。“黑体”的温度越高，光谱中蓝色的成份则越多，而红色的成份则越少。例如，白炽灯的光色是暖白色，其色温表示为4700K，而日光色萤光灯的色温表示则是6000K。

理想黑体可以吸收所有照射到它表面的电磁辐射，并将这些辐射转化为热辐射，其光谱特徵仅与该黑体的温度有关，与黑体的材质无关。从经典物理学出发推导出的维恩定律在低频区域与实验数据不相符，而在高频区域，从经典物理学的能量均分定理推导出瑞利-金斯定律又与实验数据不相符，在辐射频率趋向无穷大时，能量也会变得无穷大，这结果被称作“紫外灾变”。1900年10月，马克斯·普朗克将维恩定律加以改良，又将玻尔兹曼熵公式重新诠释，得出了一个与实验数据完全吻合普朗克公式来描述黑体辐射。但是在诠释这个公式时，通过将物体中的原子看作微小的量子谐振子，他不得不假设这些量子谐振子的总能量不是连续的，即总能量只能是离散的数值（经典物理学的观点恰好相反）。

后来，普朗克进一步假设单独量子谐振子吸收和放射的辐射能是量子化的。

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)。

基尔霍夫辐射定律(Kirchhoff)，在热平衡状态的物体所辐射的能量与吸收率之比与物体本身物性无关,只与波长和温度有关。按照基尔霍夫辐射定律，在一定温度下，黑体必然是辐射本领最大的物体，可叫作完全辐射体。

黑体辐射是指由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度及特定波长放射最大量之辐射。同时，黑体是可以吸收所有入射辐射的物体，不会反射任何辐射，但黑体未必是黑色的，例如太阳为气体星球，可以认为射向太阳的电磁辐射很难被反射回来，所以认为太阳是一个黑体(绝对黑体是不存在的)。理论上黑体会放射频谱上所有波长之电磁波。维恩位移定律是描述黑体电磁辐射能流密度的峰值波长与自身温度关係的定律。

普朗克辐射定律(Planck)则给出了黑体辐射的具体谱分布，在一定温度下，单位面积的黑体在单位时间、单位立体角内和单位波长间隔内辐射出的能量为

黑体光谱辐射出射度M（λ，T）与波长、热力学温度之间关係的公式：

E*dv表示在频率範围（v,v+dv）中的黑体辐射能量密度。

由图2.2（缺）可以看出：

①在一定温度下，黑体的谱辐射亮度存在一个极值，这个极值的位置与温度有关， 这就是维恩位移定律(Wien)

λm —最大黑体谱辐射亮度处的波长(μm)

T—黑体的绝对温度(K)

根据维恩位移定律，我们可以估算，当T～6000K时，λm ～0.48μm(绿色)。这就是太阳辐射中大致的最大谱辐射亮度处。

当T～300K， λm～9.6μm，这就是地球物体辐射中大致最大谱辐射亮度处。

②在任一波长处,高温黑体的谱辐射亮度绝对大于低温黑体的谱辐射亮度，不论这个波长是否是光谱最大辐射亮度处。

如果把B(λ，T)对所有的波长积分，同时也对各个辐射方向积分，那幺可得到斯特番—波耳兹曼定律(Stefan-Boltzmann)，绝对温度为T的黑体单位面积在单位时间内向空间各方向辐射出的总能量为B(T)

但现实世界不存在这种理想的黑体，那幺用什幺来刻画这种差异呢?对任一波长， 定义发射率为该波长的一个微小波长间隔内， 真实物体的辐射能量与同温下的黑体的辐射能量之比。显然发射率为介于0与1之间的正数，一般发射率依赖于物质特性、 环境因素及观测条件。如果发射率与波长无关，那幺可把物体叫作灰体(grey body)， 否则叫选择性辐射体。 

平均能流密度计算公式：E0= C/q。能流密度，是指在一定空间范围内，单位面积（如平方米）所能取得的或单位重量（如公斤）能源所能产生的某种能源的能量或功率。能流密度是评价能源的主要指标之一。
功率是指物体在单位时间内所做的功的多少，即功率是描述做功快慢的物理量。功的数量一定，时间越短，功率值就越大。求功率的公式为功率=功/时间。功率表征作功快慢程度的物理量。单位时间内所作的功称为功率，用P表示。故功率等于作用力与物体受力点速度的标量积。

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