黑体辐射是由黑体（理想化的不透明、非反射体）发出的与其环境处于热力学平衡的物体内部或周围的热 电磁辐射。它有一个特定的、连续的波长光谱，与强度成反比，仅取决于身体的温度，为了计算和理论的缘故，假设身体的温度是均匀和恒定的。

一个完全绝缘且处于热平衡状态的外壳内部包含黑体辐射，并将通过其壁上的孔将其发射出去，前提是该孔足够小以致于对平衡的影响可以忽略不计。

许多普通物体自发发出的热辐射可以近似为黑体辐射。

特别重要的是，尽管行星和恒星（包括地球和太阳）既不与周围环境处于热平衡状态，也不存在完美的黑体，但黑体辐射仍然是它们发射能量的一个很好的近似值。太阳辐射在被地球大气层过滤后，因此具有“日光”的特征，人类（也包括大多数其他动物）已经进化为用于视觉。

室温（23 °C（296 K；73 °F））下的黑体主要辐射红外光谱，人眼无法感知，但一些爬行动物可以感知。随着物体温度升高到约 500 °C（773 K；932 °F），发射光谱变得更强并延伸到人类视觉范围内，物体呈现暗红色。随着它的温度进一步升高，它发出越来越多的橙色、黄色、绿色和蓝色光（最终超过紫色、紫外线）。

钨丝灯具有连续的黑体光谱，色温较低，约为 2,700 K（2,430 °C；4,400 °F），它还在红外范围内发出相当大的能量。效率更高的现代荧光灯和LED灯没有连续的黑体发射光谱，而是直接发射，或使用发射多个窄光谱的荧光粉组合。

黑洞是近乎完美的黑体，因为它们吸收了落在它们身上的所有辐射。有人提出它们会发出黑体辐射（称为霍金辐射），其温度取决于黑洞的质量。

频谱

铁匠通过辉光的颜色来判断工件的温度。

这个铁匠的色卡停止在钢铁的熔化温度。

黑体辐射具有仅取决于人体温度的特征性连续频谱， 称为普朗克光谱或普朗克定律。光谱在一个特征频率处达到峰值，随着温度的升高而向更高的频率移动，并且在室温下，大部分发射都在电磁光谱的红外区域。随着温度升高超过约 500摄氏度，黑体开始发出大量可见光。人眼在黑暗中观察时，第一个微弱的光呈现为“幽灵般”的灰色（可见光实际上是红色，但低强度光仅激活眼睛的灰度级传感器）。随着温度升高，即使周围有一些背景光，发光也会变得可见：首先是暗红色，然后是黄色，最后随着温度升高变成“耀眼的蓝白色”。[14] [15]当身体呈现白色时，它以紫外线辐射的形式释放出相当大一部分能量。太阳，有效温度约为 5800 K，是一个近似黑体，其发射光谱在可见光谱的中心黄绿色部分达到峰值，但在紫外线中也具有显着的功率。

黑体辐射提供了对空腔辐射的热力学平衡状态的洞察。

黑体

当温度高于绝对零值时，所有正常（重子）物质都会发出电磁辐射。辐射代表人体内部能量向电磁能的转换，因此称为热辐射。它是熵辐射分布的自发过程。

从 800 K 到 12200 K 的黑体颜色。这个颜色范围近似于在夜空中看到或拍摄的不同温度恒星的颜色范围。

相反，所有正常物质都会在一定程度上吸收电磁辐射。吸收落在其上的所有辐射的物体，在所有波长下，称为黑体。当黑体处于均匀温度时，其发射具有取决于温度的特征频率分布。它的发射称为黑体辐射。

黑体的概念是一种理想化，因为自然界中不存在完美的黑体。然而，发射率大于 0.95 的石墨和灯黑是黑色材料的良好近似值。在实验上，黑体辐射可以最好地确定为刚体空腔中最终稳定的稳态平衡辐射，温度均匀，完全不透明，仅部分反射。一个带有恒温石墨壁的封闭盒子，一侧有一个小孔，可以很好地近似于从开口发出的理想黑体辐射。

黑体辐射具有独特的绝对稳定的辐射强度分布，可以在空腔中保持热力学平衡。在平衡状态下，对于每个频率，相对于其他频率从物体发射和反射的辐射强度（即离开其表面的辐射净量，称为光谱辐射率）仅由平衡决定温度，不依赖于身体的形状、材料或结构。对于黑体（完美吸收体），没有反射辐射，因此光谱辐射完全由发射引起。此外，黑体是漫射发射器（其发射与方向无关）。因此，黑体辐射可被视为来自处于热平衡状态的黑体的辐射。

如果物体的温度足够高，黑体辐射就会变成可见光。德雷珀点是所有固体发出暗红色光的温度，大约798 K。在1000 K，一个大的均匀加热的不透明壁腔体（如烤箱）的壁上的一个小开口，从外面看，看起来是红色的；在6000 K，它看起来是白色的。不管烤箱是如何建造的，或者是用什么材料建造的，只要它被建造成几乎所有进入的光都被它的壁吸收，它就会包含一个很好的近似黑体辐射。发出的光的光谱和颜色将仅与腔体温度有关。烤箱内每单位体积和每单位频率间隔的能量与频率的关系图称为黑体曲线。通过改变温度获得不同的曲线。

Pāhoehoe熔岩流的温度可以通过观察其颜色来估计。该结果与大约 1,000 至 1,200 °C（1,830 至 2,190 °F）的熔岩流温度的其他测量值非常吻合。

处于相同温度的两个物体保持相互热平衡，因此温度为 T 的物体被温度为 T的光云所包围，平均而言，它会向云中发射与其吸收的光一样多的光，遵循普雷沃斯特交换原理，即达到辐射平衡。详细平衡原理表明，在热力学平衡中，每个基本过程在其向前和向后的意义上都是平等的。普雷沃斯特还表明，物体的辐射在逻辑上完全由其自身的内部状态决定。热力学吸收对热力学（自发）发射的因果影响不是直接的，而是间接的，因为它影响身体的内部状态。这意味着在热力学平衡时，温度为T 的物体在每个方向上发出的每个波长的热辐射量，无论是否为黑色，都等于物体吸收的相应量，因为它被温度为T的光包围。

当机身为黑色时，吸收很明显：吸收的光量就是打到表面的光量。对于远大于波长的黑体，单位时间内在任意波长λ处吸收的光能与黑体曲线严格成正比。这意味着黑体曲线是黑体发出的光能的量，这就是名字的由来。这是基尔霍夫热辐射定律适用的条件：黑体曲线是热光的特征，它仅取决于腔壁的温度，前提是腔壁完全不透明并且是反射性不强，腔体处于热力学平衡状态. 当黑体很小，以至于它的大小与光的波长相当时，吸收被修改，因为小物体不是长波长光的有效吸收体，而是发射严格相等的原则吸收始终保持在热力学平衡状态。

在实验室中，黑体辐射近似于来自大空腔中的小孔的辐射，即空腔，在一个完全不透明的物体中，只有部分反射，并保持在恒定温度。（这种技术导致了另一个术语腔辐射。）任何进入孔的光在逃逸之前都必须多次从腔壁反射，在这个过程中它几乎肯定会被吸收。无论进入的辐射波长如何（只要与孔相比较小）都会发生吸收。然后，该孔非常接近理论黑体，如果腔体被加热，则光谱孔的辐射量（即每个波长下从孔中发出的光量）将是连续的，并且仅取决于温度和壁不透明且至少部分吸收的事实，但不取决于特定的它们所用的材料也不在空腔中的材料上（与发射光谱相比）。

辐射率或观察到的强度不是方向的函数。因此，黑体是完美的朗伯辐射体。

真实物体永远不会表现得像完全理想的黑体，相反，在给定频率下发射的辐射只是理想发射的一小部分。材料的发射率指定了与黑体相比，真实物体辐射能量的程度。该发射率取决于温度、发射角和波长等因素。然而，在工程中通常假设表面的光谱发射率和吸收率不依赖于波长，因此发射率是一个常数。这被称为灰体假设。

整个宇宙的宇宙微波背景辐射的9 年WMAP图像（2012 年） 。

对于非黑色表面，与理想黑体行为的偏差由表面结构（例如粗糙度或粒度）和化学成分决定。在“每个波长”的基础上，处于局部热力学平衡状态的真实物体仍然遵循基尔霍夫定律：发射率等于吸收率，因此不吸收所有入射光的物体也会比理想的黑体发射更少的辐射；不完全吸收可能是由于一些入射光透过身体或部分入射光在身体表面反射。

在天文学中，诸如恒星之类的物体经常被视为黑体，尽管这通常是一个很差的近似值。宇宙微波背景辐射展现出近乎完美的黑体光谱。霍金辐射是黑洞发出的假设黑体辐射，其温度取决于黑洞的质量、电荷和自旋。如果这个预测是正确的，黑洞将随着时间的推移逐渐缩小和蒸发，因为它们通过发射光子和其他粒子失去质量。

黑体以所有频率辐射能量，但其强度在高频（短波长）下迅速趋于零。例如，室温下的黑体（300 K ) 表面积为一平方米的黑体将以平均每 41 秒一个光子的速率在可见光范围 (390–750 nm) 内发射一个光子，这意味着，对于大多数实际用途而言，这样的黑体不会发射在可见范围内。