Головна

Випромінювання електромагнітних хвиль, що відбувається за рахунок енергії теплового руху молекул, називають тепловим випромінюванням.

  1.  A. Різниця фаз хвиль, що потрапляють в праву і ліву вушні раковини. 1 сторінка
  2.  A. Різниця фаз хвиль, що потрапляють в праву і ліву вушні раковини. 2 сторінка
  3.  A. Різниця фаз хвиль, що потрапляють в праву і ліву вушні раковини. 3 сторінка
  4.  A. Різниця фаз хвиль, що потрапляють в праву і ліву вушні раковини. 4 сторінка
  5.  A. Різниця фаз хвиль, що потрапляють в праву і ліву вушні раковини. 5 сторінка
  6.  A. вільна енергія дорівнює 0, зміна ентропії прагне до мінімально можливого значення, спостерігаються потоки енергії і речовини в навколишнє середовище і назад.
  7.  B. потоки частинок і електромагнітних хвиль, взаємодія яких із середовищем призводить до іонізації її атомів і молекул.

Якщо випромінювання знаходиться в рівновазі з випромінюють тілом, то випромінювання називають рівноважним тепловим випромінюванням.

Потік випромінюваної енергії або потужність випромінювання - Це енергія, яку випромінює в одиницю часу: .

енергетична світність - Це енергія, яку випромінює в одиницю часу з одиничної площі по всіх довжинах хвиль: .

В спектрі випромінювання твердого тіла на різні довжини хвиль припадає різна енергія, тому вводяться спектральні характеристики, що враховують розподіл випромінюваної енергії за різними довжинах хвиль:

випромінювальна здатність - Це енергія, яку випромінює в одиницю часу одиницею площі в одиничному інтервалі довжин хвиль: .

Поглощательная здатність (коефіцієнт поглинання) - Це відношення поглиненого до падаючого потоків, взятих у вузькому інтервалі довжин хвиль поблизу даної довжини хвилі: .

Відбивна здатність (коефіцієнт відбиття) - Це відношення відбитого до падаючого потоків, взятих у вузькому інтервалі довжин хвиль поблизу даної довжини хвилі: .

Закон Кірхгофа: «Для всіх тіл відношення випромінювальної здатності до його поглинальної здатності при даній температурі Т і даної довжині хвилі l є постійним і рівним випромінювальної здатності АЧТ при тих же Т і l»: .

Наслідки із закону Кірхгофа:

1) Усі реальні тіла при даній температурі випромінюють завжди менше, ніж АЧТ;  , Т. К. Для всіх тіл a <1;

2) Якщо тіло не поглинає будь-яких хвиль, воно і не буде їх випромінювати, тому спектри випромінювання і спектри поглинання ідентичні, але як би перевернуті (знаходяться в протифазі);

3) Тіло, яке сильно поглинає, має і сильно випромінювати. Якщо на пластині на білому тлі намалювати чорний хрест, то при нагріванні хрест буде світитися більш інтенсивно, ніж фон.

2. Абсолютно чорне тіло (АЧТ). Сіре тіло. Розподіл енергії в спектрі АЧТ. Намалюйте криву розподілу, поясніть, що собою являє площа під кривою на графіку. Ультрафіолетова катастрофа.

Абсолютно чорне тіло (АЧТ) - Це тіло, яке поглинає все, що падає на нього випромінювання, т. Е. Коефіцієнт поглинання АЧТ дорівнює 1 (  ).

сіре тіло - Це тіло, у якого коефіцієнт поглинання менше одиниці і при даній температурі є постійним для всіх довжин хвиль.

ультрафіолетова катастрофа - Ніяке теплове рівновагу неможливо, так як вся енергія системи буде поступово передаватися електромагнітним коливанням все більш високих частот (ф-ла Вина і Релея-Джинса), проблему вирішив Планк, припустивши, що енергія випромінюється порціями - квантами.

dR - потік випромінювання, що припадає на інтервал довжин хвиль dl.

 - На графіку - це площа під всієї кривої випромінювання.

lmax - Довжина хвилі, на яку припадає максимум випромінювання.

Крива випромінювання АЧТ

3. Досвідчені закони теплового випромінювання: закон Стефана-Больцмапа і закон зміщення Віна. Напишіть вираження, поясніть все величини, дайте формулювання.

Закони випромінювання АЧТ

Закон Стефана-Больцмана: «Енергетична світність АЧТ прямо пропорційна четвертого ступеня абсолютної температури»: ,  - Постійна С-Б.

1-ий закон Вина (зміщення): «Довжина хвилі, на яку припадає максимум випромінювання, обернено пропорційна абсолютній температурі»: ,  - Постійна Вина.

Зі збільшенням T максимум випромінювання зміщується в бік більш коротких хвиль (до 1-го закону Вина).

2-ий закон Вина: «Максимальна випромінювальна здатність прямо пропорційна п'ятого ступеня абсолютної температури»: ,  - Коеф. пропорційності.

4. Гіпотеза Планка. Формула Планка для теплового випромінювання:

Поясніть все величини, що входять в формулу. Який вид прийме формула при умовах:

1) (Формула Вина); 2) (Формула Релея-Джинса)?

Планк вперше висунув квантову гіпотезу про те, що світло випускається порціями - квантами. Енергія кванта (фотона), виражена через частоту n (Гц), циклічну частоту w (1 / с) і довжину хвилі l (м): ;  - Постійна Планка,  - Квант дії.

Формула Планка:

:  (Ф-ла Вина); :  (Ф-ла Релея-Джинса)

5. Розкажіть, як можна отримати закони випромінювання абсолютно чорного тіла на основі формули Планка.

Щоб отримати закон Стефана-Больцмана, Потрібно підсумувати випромінювання по всіх частотах:

 ; ( )

Щоб отримати закон зміщення Віна, Потрібно прирівняти першу похідну випромінювальної здатності (ф-ла Планка) до нуля, що буде відповідати максимуму випромінювання  . візьмемо формулу  знайдемо похідну, отримаємо рівняння. Введемо змінну:  підставимо в рівняння. В результаті отримаємо:  . Це рівняння можна вирішити тільки чисельно: х »5. Підставляючи, знайдемо: .




 Квантова фізика. Виникнення квантової фізики. |  Тема 3. Фотоефект. |  Тема 4. Ефект Комптона. |  Тема 5. Енергетичні спектри атомів і модель атома Бора. |  Тема 6. Принципи квантової механіки. Рівняння Шредінгера. |  Тема 7. Застосування рівняння Шредінгера. |  Тема 8. Квантові числа. |  Тема 9. Класична і квантові статистики. |  надпровідність |  Ширина зони провідності і число рівнів в ній |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати