鹿 博,薛玉琪，何振辉

(中山大学 物理与天文学院，广东 珠海 519082)

物体向外辐射连续的电磁波的现象称为热辐射. 物体在向外辐射电磁波的同时，还会吸收来自外界的电磁辐射，它所辐射或吸收的能量与其温度、表面积、黑度等因素有关. 热辐射是19世纪发展起来的研究领域，其中的“紫外灾难”[1]是孕育近代物理诞生的2朵“乌云”之一，作为量子论的关键性实验，它敲开了量子力学的大门，带来了人们认识世界观念的重大突破. 与该实验相关的威廉·维恩、马克斯·普朗克分别获得了1911年和1918年的诺贝尔物理奖. 热辐射涉及到能量转换与传递、光谱学、量子力学等学科与技术领域，它在遥感[2]、热成像[3]、航天[4]等领域有着广泛的、不可替代的应用. 很多学校开设了热辐射实验，实验多集中在高温(可见光及近红外)辐射区[5-7]. 商用的教学实验设备主要有PASCO EX-5528A，Hilton H112，天津拓普WHS-1，等等，这些产品过于集成而且输出没有校正，不利于学生学习实验原理. 有高校采用自主设计的热辐射实验平台[8]. 然而，一方面教学中会质疑热辐射定律在低温区是否适用或能否被验证；另一方面，经历过“非典”及“新冠”疫情后，热辐射传感器在低温(低于100 ℃，中-远红外段)辐射测量中的应用已很广泛，再考虑到低温热辐射是航天器的唯一散热方式，因此很有必要将热辐射实验内容扩展到低温区域，使学生更充分认识热辐射的物理本质及其在科学技术发展中的作用. 本文从实验方案设计、教学方法等方面探讨如何开展低温热辐射实验教学.