Составители:
Потребности светотехнической промышленности активизировали
работы в этом направлении после того, как в 1872 А.Н.Лодыгин изобрел
лампу накаливания, а в 1879 Т.Эдисон (T.Edison, 1847-1931) сделал ее
более долговечной.
В 1879 Дж.Стефан (J.Stefan, 1835-1893) экспериментально опреде-
лил, что энергия излучения в полости пропорциональна 4-й степени
температуры, а в 1884 Л.Больцман (L.Boltzmann, 1844-1906) вывел этот
закон из термодинамических соображений. Излучение имеет энергию
W = Vρ(T), давление p = ρ(T), так что при температуре Т в объеме V в
равновесии справедливо:
.
3
4
=
3
1
dVdT
dT
d
V
dVdT
dT
d
VdVpdVdWTdS
ρ+
ρ
=ρ+
ρ
+ρ=+=
(3.1.5)
Отсюда можно получить (см. [6], приложение 33):
T
dT
d
ρ
=
ρ
4 , или ρ = aТ
4
. (3.1.6)
Это и есть закон Стефана-Больцмана. В 1893 г. В.Вин (W.Wien,
1864-1928) рассмотрел изменение энергии равновесного излучения при
адиабатическом сжатии, уменьшении объема полости. Эффект Доплера
приведет к смещению частот, но энтропия останется неизменной. Для
спектральной плотности излучения ρ он получил выражение:
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
ν
ν=ρ
ν
T
f
3
или , (3.1.7)
()
ρλλ
λ
=
−5
1
fT
т.е. форма спектральной зависимости ρ и положение ее максимума
определяется некоторой универсальной функцией от λ
Т, вид которой
нельзя определить из термодинамики, но можно найти из эксперимента.
Для коротковолновой части спектра закон (
3.1.7) выполняется очень
хорошо. Было найдено, что λ
max
T ≈ 0,2898 см⋅град. Но в области длин-
ных волн и при высоких температурах этот закон оказался неверен. В
1900 г.Дж.Рэлей (J.Rayleigh 1842-1919) из законов статистической ме-
ханики получил для плотности излучения ρ
ν
= CT, пропорциональность
температуре. Дж.Джинс (J.Jeans, 1877-1946) в 1905 г. продолжил эти
15
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- …
- следующая ›
- последняя »
