Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

13
опытом. Стало ясно, что решить задачу о спектральном распределении
излучения абсолютно черного тела в рамках существующих теорий не-
возможно. Эта задача была успешно решена М. Планком на основе но-
вой идеи, чуждой классической физике.
Планк пришел к выводу, что процессы излучения и поглощения нагре-
тым телом электромагнитной энергии, происходят не непрерывно, как
это принимала классическая физика, а конечными порциями – кванта-
ми. По теории Планка, энергия кванта E прямо пропорциональна часто-
те света. Квант – это минимальная порция энергии, излучаемой или по-
глощаемой телом. Фотоны – кванты электромагнитного излучения. Фо-
тоны движутся со скоростью света, они не существуют в состоянии по-
коя, их масса равна нулю. Основные характеристики фотонов – энергия
и импульс.
Энергия
h c
h v
ε
λ
⋅
= ⋅ =
(13).
Импульс
h v h c
p
c
λ
⋅ ⋅
= =
(14).
Формулы (13) и (14) связывают корпускулярные характеристики
фотона (энергию, импульс) с волновой характеристикой излучения
(частотой, длиной волны). Таким образом, свет представляет собой
единство противоположных видов движения – корпускулярного
(квантового) и волнового (электромагнитного), то есть необходимо
говорить о двойственной корпускулярно-волновой природе света (о
корпускулярно-волновом дуализме).
В формулах (13) и (14)
34
h
−
= ⋅
Дж·с – постоянная Планка;
8
3 10
c
= ⋅
м/c – скорость распространения света в вакууме;
ν
– частота из-
лучения;
λ
– длина волны излучения в вакууме.
На основе гипотезы о прерывистом характере процессов излуче-
ния и поглощения телами электромагнитного излучения Планк получил
формулу для спектральной светимости абсолютно черного тела. Фор-
мулу Планка удобно записывать в форме, выражающей распределение
энергии в спектре излучения абсолютно черного тела по частотам ν, а не
по длинам волн λ.
3
,
2
2 1
1
v T
h v
k T
h v
r
c
e
π
⋅
⋅
⋅ ⋅ ⋅
= ⋅
−
(15).
В переменных
,
T
λ
этот закон имеет более громоздкий вид
2
,
5
2 1
1
v T
h c
k T
h c
r
e
λ
π
λ
⋅
⋅ ⋅
⋅ ⋅ ⋅
= ⋅
−
(16).

Страницы