Розподіл Бозе-Ейнштейна для фотонного газу

Рівноважне теплове випромінювання в замкнутій порожнині є сукупністю стоячих електромагнітних хвиль з дискретними частотами. Ейнштейн припустив, і це підтвердилося експериментом, що саме випромінювання представляє собою фотонний газ, газ ідеальний. У фотонів спін рівний одиниці. Значить це бозони, а вони підкоряються статистиці Бозе-Ейнштейна.

Число фотонів в порожнині не зберігається, воно залежить від температури. А для систем із змінним числом бозонів, хімічний потенціал μ = 0, і функція (4.3) приймає вигляд (4.5), тобто

(4.21)

Для фотонів ε = hν і р = hν/c, тому число квантових станів (фазових осередків) в інтервалі частот (ν, ν + dν) з розрахунку на одиницю об'єму фотонного газу рівне згідно (4.7)

(4.22)

Графік розподілу фотонів по частотах, тобто dn/d, показаний на рис. 4.11. Площа під кривою рівна повному числу n фотонів з розрахунку на одиницю об'єму фотонного газу.