新光源?物理學家發現超越黑體輻射極限的材料

自19世紀末以來,我們知道所有材料在加熱時都會發出可預測波長范圍內的光。據外媒報道,近日美國倫斯勒理工學院的物理學家Shawn-Yu Lin在《自然科學報告》期刊上發表了一篇新論文稱,科學家現在發現一種材料,它受熱的發光強度似乎超越了黑體輻射極限

19世紀初,德國物理學家馬克斯‧普朗克曾使用數學方法描述輻射定律,並假設能量只能以離散值存在,進而進入量子時代,馬克斯也被冠為量子力學創始人。

按照普朗克定律,宇宙中沒有任何物體可以發出比黑體更多的輻射。

黑體是一個理想化物體,它能夠吸收外來的全部電磁輻射,並且不會有任何的反射與透射,隨着溫度上升,黑體所輻射出來的電磁波與光線稱做黑體輻射

Shawn-Yu Lin發現,有一種新材料違反了普朗克定律局限,為基於鎢的三維光子晶體(結構與金剛石晶體類似),當加熱至600K時,其發光強度是黑體基準的8倍,材料結構顯示出約 1.7μm 的輻射峰值

新材料能發出類似由激光或發光二極管(LED)產生的同調光,但並不需要復雜昂貴的半導體結構。

Shawn-Yu Lin表示,事實上這沒有違反普朗克定律,只是產生熱量的一種新方法,雖然理論無法完全解釋這種現象,但科學家假設光子晶體各層之間的偏移允許光從晶體內部空間射出,發出的光在晶體結構內來回反彈從而改變了光的性能,行為幾乎就像人造雷射材料。

科學家表示,這種新材料可用於能量收集、軍事用紅外物體追蹤識別、大氣化學光譜學研究、激光等領域。

新光源?物理學家發現超越黑體輻射極限的材料

來源:cnBeta