Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДВФУ | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

10
где b = 2,9⋅10
-3
м⋅К − постоянная Вина.
Согласно закону смещения Вина, длина волны, на которую приходится
максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно
черного тела, обратно пропорциональна абсолютной температуре.
Значение максимума спектральной плотности энергетической светимости
(r
λ
)
max
, согласно второму закону Вина, пропорционально пятой степени
абсолютной температуры:
5
max
)( CTr =
λ
, (1.6)
где постоянная С равна – C = 1,3⋅10
-5
Вт/(м
3
⋅К
5
).
Для объяснения опытных законов теплового излучения необходимо было
получить аналитически из основных законов классической физики вид функции
r
ν
(ν,T
) ( рис.1.1а) (или r
λ
(λ,T
) ( рис.1.1б)).
Попытки, предпринятые Рэлеем и Джинсом, привели к тому, что удалось
объяснить длинноволновую ( или низкочастотную) часть спектра. В его
коротковолновой части (области высоких частот) формула Рэлея-Джинса дает
резкое возрастание функции r
ν
(ν,T
), что не согласуется с экспериментальными
данными ( рис. 1.2). Данное противоречие между строгой логически
завершенной теорией излучения абсолютно черного тела, созданной на основе
классических представлений, с опытом в области высоких частот было названо
«ультрафиолетовой катастрофой».
Рис.1.2. Зависимость спектральной плотности энергетической светимости абсолютно
черного тела от частоты:
1- экспериментальная кривая; 2- по формуле Рэлея-Джинса
Таким образом, в рамках классической физики объяснить законы
распределения энергии в спектре черного тела не удалось. Выход был найден
Максом Планком в 1900 г. В классической физике испускание излучения телом
рассматривается как непрерывный процесс, при котором тело непрерывно
излучает в пространство электромагнитные волны. Аналогично рассма-
тривается и процесс поглощения. Электромагнитные волны, падающие на тело,
непрерывно им поглощаются.
v
r
v
1
−
2
−
где b = 2,9⋅10-3 м⋅К − постоянная Вина.
     Согласно закону смещения Вина, длина волны, на которую приходится
максимум спектральной плотности энергетической светимости абсолютно
черного тела, обратно пропорциональна абсолютной температуре.
     Значение максимума спектральной плотности энергетической светимости
(rλ)max , согласно второму закону Вина, пропорционально пятой степени
абсолютной температуры:
                                  (rλ ) max = CT 5 , (1.6)
где постоянная С равна – C = 1,3⋅10-5 Вт/(м3⋅К5).
     Для объяснения опытных законов теплового излучения необходимо было
получить аналитически из основных законов классической физики вид функции
rν (ν,T ) ( рис.1.1а) (или rλ (λ,T ) ( рис.1.1б)).
     Попытки, предпринятые Рэлеем и Джинсом, привели к тому, что удалось
объяснить длинноволновую ( или низкочастотную) часть спектра. В его
коротковолновой части ( области высоких частот) формула Рэлея-Джинса дает
резкое возрастание функции r ν (ν,T ), что не согласуется с экспериментальными
данными ( рис. 1.2).         Данное противоречие между строгой логически
завершенной теорией излучения абсолютно черного тела, созданной на основе
классических представлений, с опытом в области высоких частот было названо
«ультрафиолетовой катастрофой».

                  rv
                                            −2



                                                 −1



                                                      v
Рис.1.2. Зависимость спектральной плотности энергетической светимости абсолютно
черного тела от частоты:
1- экспериментальная кривая; 2- по формуле Рэлея-Джинса

   Таким образом, в рамках классической физики объяснить законы
распределения энергии в спектре черного тела не удалось. Выход был найден
Максом Планком в 1900 г. В классической физике испускание излучения телом
рассматривается как непрерывный процесс, при котором тело непрерывно
излучает в пространство электромагнитные волны. Аналогично рассма-
тривается и процесс поглощения. Электромагнитные волны, падающие на тело,
непрерывно им поглощаются.


                                       10

Страницы