基于MATLAB的黑体辐射规律仿真与物理常数求解系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现了普朗克黑体辐射理论的可视化仿真，通过绘制辐射曲线族分析温度对光谱分布的影响，并采用数值方法求解斯特藩-玻尔兹曼常数与维恩位移定律，为热辐射研究提供直观工具。

详 情 说 明

基于普朗克公式的黑体辐射规律分析与物理常数求解仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的科学计算与可视化仿真系统，专门用于黑体辐射规律的定量分析与相关物理常数的数值验证。系统通过精确求解普朗克辐射公式，模拟不同温度条件下黑体的光谱辐射特性，并采用数值计算方法推导斯特藩-玻尔兹曼常数与维恩位移常数，为热辐射物理提供直观的教学与研究工具。

功能特性

• 黑体辐射谱模拟：根据普朗克公式计算任意温度下黑体的单色辐射出射度随波长的变化
• 多温度曲线对比：绘制不同温度下的辐射曲线族，清晰展示温度对辐射谱分布的影响规律
• 物理常数计算：

- 通过数值积分普朗克公式计算斯特藩-玻尔兹曼常数 - 通过极值搜索算法计算维恩位移定律常数

• 交互式参数设置：支持用户自定义温度范围、波长区间及基础物理常量
• 综合分析输出：提供图形化结果展示、数值参数表格及常数计算精度对比

使用方法

1. 参数设置：

- 输入目标温度值（如500K）或温度区间（如300:100:2000K） - 设定波长分析范围（默认0.1-100μm，涵盖紫外至远红外波段） - 可调整普朗克常数、光速、玻尔兹曼常数等基础物理参数

1. 运行分析：

- 执行主程序开始计算过程 - 系统将自动完成辐射曲线生成、峰值波长定位和辐射积分计算

1. 结果查看：

- 查看生成的普朗克辐射曲线图，对比不同温度下的光谱分布 - 获取特定温度的辐射特性参数（峰值波长、最大辐射出射度） - 查阅计算的物理常数结果及其与理论值的对比分析 - 导出辐射参数汇总数据表格

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 必需工具箱：基础MATLAB组件（无需特殊工具箱）

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心功能，包括普朗克公式的数值计算实现、辐射曲线的可视化绘制、通过积分算法求解总辐射出射度以验证斯特藩-玻尔兹曼定律、利用极值搜索方法确定维恩位移定律中的常数关系，并提供了完整的用户交互界面用于参数输入和结果展示。