Физика. Часть 3. Раздел 2. Элементы квантовой и атомной физики. Цаплев В.М - 12 стр.

UptoLike

11
Формула Рэлея-Джинса для экспериментального распределения объемной
плотности теплового излучения
Согласно теории Больцмана, доказанной в классической термодинамике,
тепловая энергия равномерно распределена по степеням свободы и на
каждую степень свободы частицы приходится энергия, равная
kT/2. Если
частица колеблется и излучает электромагнитную волну, то на каждый тип
колебаний также должна приходиться энергия, равная
kT/2.
Поскольку в электромагнитной волне присутствуют два типа колебаний -
электрические и магнитные, то средняя энергия каждого колебания, согласно
классической термодинамике равна:
<>=2
.
kT/2=kT (1.16)
Для того, чтобы найти вид функции
U
T
, надо умножить (1.16) на число
электромагнитных волн частоты
в единице объема полости АЧТ. Это
число оказывается равным:
ω
π
ω
ω
d
c
dn
32
2
= . (1.17)
Перемножение выражений (1.16) и (1.17) дает:
ω
π
ω
ω
ω
d
c
kTd
*U
T,
32
2
= . (1.18)
Следовательно,
kT
c
*U
T,
32
2
π
ω
ω
= . (1.19)
С учетом выражения (1.11) получим:
kT
c
*R
T,
32
2
4
π
ω
ω
= . (1.20)
Для перехода от
R
T
к R
T
учтем, что c и
R
c
R
T,T,
λω
π
λ
2
2
= (см.
(1.2) и (1.5)). Тогда:
kT
c
*R
T,
λ
π
λ
4
2
= . (1.21)