ID: 22661

Название работы: Основні закони випромінювання. Ф-ла Планка

Категория: Доклад

Предметная область: Физика

Описание: Основні закони випромінювання. Закон СтефанаБольцмана для ачт : M=σT4 де М енергетична густина випромінення σконстанта Стеф. Закон зміщення Віна: Tλmax=b де bconst яка не залежить від темпер. Класичній підхід: ймовірність що енергія моди лежить в проміжку тоді отримуємо формулу РелеяДжинса: ; Планк: тоді: формула Планка З формули Планка можна отримати закон зміщення Віна і М Т4 при Закон Кіргофа: спектральна випромінююча здатність поглинаюча здатність Це відношення не залежить від природи...

Язык: Украинкский

Дата добавления: 2013-08-04

Размер файла: 381 KB

Работу скачали: 2 чел.

33. Основні закони випромінювання. Ф-ла Планка.

Найросповсюджене є випромінювання тіл, що зумовлене їх нагріванням – теплове випромінювання. Тіло, яке повністю поглинає вип-ня, що на нього падає, називається ачт (абсолютно чорне тіло) - поглинаюча здатність . У сірого тіла . Тіло, що має більшу , повинно і більше випромінювати.

Закон Стефана-Больцмана для ачт :           M=σT4

де М – енергетична густина випромінення (), σ-константа Стеф.-Больцмана (одна для всіх тіл будь-якої природи).

Закон зміщення Віна: Tλmax=b, де b-const, яка не залежить від темпер. Він показує, що по мірі збільшення темпер. положення маx. іспускаємої здатності ачт зміщується в область коротких довжин хвиль.

Виберемо замкнену порожнину у вигляді куба з ідеально відбиваючими стінками та ребром  L - закритий резонатор.

Для хвиль в резонаторі маємо рівняння:  та гранічні умови: Ех=0 при y=0, L2,  z=0, L3; Еy=0 при x=0, L1,  z=0, L3; Еz=0 при x=0, L1,  y=0, L2. Розв`язком цього рівняння буде:

Ех= Е0хсos(k1x)sin(k2y) sin(k3z)exp(-iωt)

Еy= Е0ysin(k1x)cos(k2y) sin(k3z)exp(-iωt)

Еz= Е0zsin(k1x)sin(k2y) cos(k3z)exp(-iωt)

де ω2=с2(k12+ k22+ k32), ki=πni/Li  ni=0,1,2,...     i=1,2,3.            2L=nλ=n

Кожному набору ni відповідає мода – певне коливання ел.-магн. поля (з певн. частот. і поляриз.).

Число мод dN в об`ємі L3: в частотному інтервалі ()     (сфер. Сист. Корд.) Інтегріруємо по кутах, тоді:

   ; дві різні поляризації дають ще– 1/2

Тоді :  - спектральна густина станів ел.-магн. Поля в одиниці об`єму. З іншого боку: ; - середня енергія ел.-магн. хвилі на частоті .

Класичній підхід:

- ймовірність, що енергія моди лежить в проміжку , тоді отримуємо формулу Релея-Джинса:  ; Планк: , тоді:

- формула Планка

З формули Планка можна отримати закон зміщення Віна () і М~Т4  (при )

Закон Кіргофа:

,  - спектральна випромінююча здатність,

- поглинаюча здатність,

Це відношення не залежить від природи речовини при тій же Т на тій же

, де

В області великих ч-от енергія фотона набагато більша теплової енергії () і ф-ла Планка переходить у ф-лу Віна:   , в області малих частот

закон випром-ня Релея-Джинса: . Ця ф-ла узгоджується з експериментом при , а Уф густина енергії нескінчена. Це так звана УФ катастрофа. Планк припустив, що енергія поширюється квантами, тому всі ці з-ни є окремими випадками з-ну Планка.

X

Y

L1

L3

L2