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啊，事物是多么令人惊奇，哪怕是最细微的颗粒！ 到目前为止，我们所接触到的事物都是属于宏观世界的。除了极个别的事物，比如说黑洞、中子星、白矮星或者整个宇宙，大自然中所有的事物，大至星球的运动，小至微尘的行为，都严格地遵循牛顿物理学给出的规则。然而，到19世纪末期，这种情况却发生了变化。当时人们发现，有几个实验给出的现象无法用牛顿物理学的规则做出解释。这几个实验现象分别是：黑体辐射的能量密度的分布特征、光电效应实验中金属表面发射的电子与入射光之间的关系；极低温度下固体的比热容的反常行为；炽热的稀薄气体特有的线状光谱的疑难。对这几个问题的思考和解决，促成了一个新的物理学分支，量子物理学的诞生。由于冶金行业和天文学的需要，在19世纪，物理学家对黑体辐射的能量密度的分布特征做了细致而深入的研究。我们知道，当有光照射到一个物体上时，我们就能够看见这个物体。我们还知道，同样强度的光照射到不同的物体上时，我们看到物体的明亮程度并不一样。这表明不同的物体在不同的程度上吸收了一定比例的光能。如果一个物体能够把照射到它上面的光的能量全部吸收掉，我们就观测不到这个物体反射的光了。这样的一个物体就叫做黑体。需要指出的是，这里所指的光是广义上的光，它包括一切波段上的电磁波。任何一个物体，即使是一张用墨汁涂黑的纸，绝对不会把照射到它上面的电磁波全部吸收掉，大自然中不存在绝对的黑体。不过，如果这个物体能够把照射到它上面的电磁波几乎全部吸收掉，我们就可以把它当作一个近似的黑体。绝对黑体是一个理想模型，大自然中有很多物体可以被当做近似的黑体看待。找一个内部涂黑的密封的纸盒子，在它的表面戳上一个针眼般小的洞。让一束光从这个洞照进去，这束光会在纸盒子的内壁经历无数次反射，每经历一次反射，光的能量就有一部分被吸收。最终，当这束光从这个洞再射出来的时候，它的强度已经降到几乎等于零了。于是，这个洞的表面就可以被当做一个近似的黑体。冶炼炉的观察窗与这个小洞有相同的特征，一颗恒星的表面也具有类似的特征，它们都可以被近似地看作绝对黑体。
可是我们能够看见星星呀。对，那是因为恒星会自己发光，正如通过冶炼炉的观察窗看到的炉内的燃烧一样。绝对黑体虽然不反射电磁波，但是，它们却会发射电磁波。任何一个物体都由大量原子分子组成，这些原子分子处于永不停息的运动状态，并且不断地改变自己的运动状态。当这些原子分子改变自己的运动状态时，就会发射各种波长的电磁波。电磁波是携带能量的，因此，当物体内部的原子分子发射电磁波之后，它们的能量就降低了，发射电磁波的本领也就随之下降。为了让物体发射电磁波的本领保持不变，必须不断地向物体提供能量，其中一个简单而有效的方法就是给物体加热，让它维持在一个恒定不变的温度下。由于这个原因，这种依靠热能作为能源而发射电磁波的过程就被称为热辐射，相应地，被发射出来的电磁波也被称为热辐射，“热辐射”既当动词用，也当名词用。值得注意的是，这里的热辐射与电路中依靠电作为能源发射的电磁波本质上是没有区别的，“热”强调的是发射电磁波的能量来源。
在一个确定的温度下去观察任何一个物体，我们既能够看到它的热辐射，也能够看到它反射的电磁波。但是，对于一个绝对黑体来讲，我们能够看到的就只有热辐射了。由于这个原因，热辐射也被称为黑体辐射。黑体辐射的特征与物体内部的结构以及物理化学性质没有任何关系，只跟黑体的温度有关。物理学家发现，在一个确定的温度下，物体能够发射所有波长的电磁波，热辐射的能量密度与波长之间的关系类似于一条钟形曲线，这条曲线的形状只与物体的温度有关，温度不同，形状各异。这个特征向我们提供了一种测量温度的有效的方法。这正是冶金行业和天文学所要追寻的目标。
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