論熱輻射和溫度的關係
內容簡介
在此文發表以前，法國物理學家杜隆和珀替曾對大型水銀溫度計的冷卻率進行過觀察研究，並根據其實驗數據得出結論:物體溫度升高時所輻射的熱量將按幾何級數增加。本文利用了杜隆—珀替的數據，並進一步指出了，儘管他們得到的公式在常溫和不太高的溫度(0°—280℃)下與實驗相符甚好，但已有的實驗證明了，該公式在用於較高溫度(如對太陽的觀察)和較低溫度時將產生較大偏差。因此斯特藩認為杜隆一珀替公式只是一種經驗公式，並進而提出了自己的公式:「某一物體所輻射的熱與絕對溫度的四次方成比例。」通過對實驗數據的具體計算證明了此設想的正確性，並指出新的4次方公式不僅「更簡單」，「而且在理論關係上還有更可取的地方」。同時，還通過比較說明，在杜隆—珀替公式已經失效的較低溫度下新公式依然成立。這樣，斯特藩就建立了以後以他的名字命名的輻射理論的基本公式，從而開創了現代熱輻射理論研究的新時期。當然，由於時代的局限，本文中某些語言和表述是不夠精確的，也並未說明新公式在理論上「更可取」的理由。5年後，玻耳茲曼從光的電磁理論和熱力學出發導出了同一結果。但是，只有在本世紀初普朗克提出黑體輻射的量子理論之後，斯特藩公式才建立在更為堅實的理論基礎之上，並得到了科學的說明。在量子理論中，該公式可由黑體輻射的能譜密度公式積分而得到。
作者簡介
J.斯特藩(Josef Stefan，1835—1893)，奧地利物理學家，1858年任維也納大學物理學講師，1863年升為教授，1866年任物理研究所所長。