瑞利−金斯定律

瑞利是英国著名物理学家，他看到维恩分布定律在长波方向的偏 离，感到有必要提醒人们，在高温和长波的情况下，麦克斯韦−玻尔兹曼的能量均分原理似乎仍然有效。他认为：“尽管由于某种尚未澄清的原

因，这一原理普遍地不适用，但似乎有可能适用于（频率）较低的模式。”

①于是他假设在辐射空腔中，电磁谐振的能量按自由度平均分配。由此得

出：

u∝v2T（5−7）

或 u∝λ−4T（5−8）

这个结果要比维恩辐射公式更能反映高温下长波辐射的情况，因为根据（5−5）式，当λT→∞时，u=bλ−5e−α/λT∝λ−5，与温度无关，可是实验证明，此时 u 与 T 成正比。

瑞利显然注意到了，当λ→0 或 v→∞时，他的公式会引出荒谬结果， 因为 u∝λ−4T 要趋向无穷大。于是，他在公式（5−8）中添了一个指数因子 e−C1/λT，认为这样可以兼顾到短波方向，得：

u = C λ⁻⁴Te^−c2 /λT （5 - 9）

瑞利申明：他的方法“很可能是先验的，”他“没有资格判断（5−8） 式是否代表观测事实。希望这个问题不久就可以从投身这一课题的卓越实验家之手中获得答案。”

1905 年，瑞利计算出了公式（5−7）的比例常数，但计算中有错。金斯（J.H.Jeans，1877—1946）随即撰文予以纠正，得：

8πv²

u = c3 ·kT

（5 − 10）

于是这公式就称为瑞利−金斯定律。由于它代表了能量均分原理在黑体辐射问题上的运用，所以常常被人引用。

应该肯定，1900 年瑞利提出上述公式对黑体辐射的研究有益，因为它代表了一种极端情况，有利于普朗克提出全面的辐射公式。