Е. Т. Акимбеков физика пәнінен дәрістер курсы нұр-Сұлтан 2020
-дәріс. ЖЫЛУЛЫҚ СӘУЛЕ ШЫҒАРУДЫҢ КВАНТТЫҚ ТАБИҒАТЫ
жүктеу/скачать 3.65 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Кілттік сөздер
| 19-дәріс. ЖЫЛУЛЫҚ СӘУЛЕ ШЫҒАРУДЫҢ КВАНТТЫҚ ТАБИҒАТЫ
Дәрістің мақсаты: Абсолют қара дане ұғымын түсіну, абсолют қара дене үшін заңдарды біліп, оны есептер шығаруға қолдана білу; фотонның физикалық мағынасын түсініп, есептер шығара білу. Кілттік сөздер: квант, фотон, фотоэффект, Комптон эффект, анықталмағандық қатынасы, толқындық функция. Қарастырылатын сұрақтар: Абсолют қара дене үшін жылулық сәуле шығару проблемалары. Кванттық гипотеза және Планк формуласы. Фотондар. Фотон массасы мен импульсі. Комптон эффектісі. Кванттық физика элементтері. Анықталмағандық қатынасы. Толқындық функция. Шредингер теңдеуі. Жылулық (температуралық) сәулелену – қыздыру барысында заттың ішкі энергиясы есебінен электрмагниттік толқындар шығару құбылысы. Бұл сәулелену жарық шығаратын дененің температурасына және оптикалық қасиеттеріне тәуелді болады. Энергетикалық жарқыраудың спектрлік тығыздығы (дененің сәуле шығарғыш қабілеті) – дене бетінің бірлік ауданынан бірлік уақытта жиіліктің бірлік интервалында сәулеленетін энергия. . (19.1) Дененің спектрлік жұту қабілеті – дене бетінің бірлік ауданына бірлік уақытта түскен жиілігі мен до аралығындағы электрмагниттік толқынның энергиясының қандай бөлігінің денеде жұтылатынын сипаттайтын өлшемсіз шама. (19.2) -ның мәні толқынның жиілігіне, дененің химиялық құрамына, бетінің күйіне және температурасына тәуелді болады: Дененің энергетикалық жарқырауы (интегралдық сәуле шығарғыш қабілеті) – дене бетінің бірлік ауданынан бірлік уақытта сәулеленетін 0-ден ∞-ке дейінгі барлық мүмкін жиілікті электрмагниттік толқынның энергиясына тең шама. (19.3) Абсолют қара дене – кез келген температурада өзіне түскен барлық жиілікті сәулеленуді спектрлік құрамына, поляризация дәрежесіне, түсу бағытына тәуелсіз толығымен жұтатын дене. Абсолют қара дененің сәуле шығарғыш қабілеті: r,T, спектрлік жұту қабілеті: , энергетикалық жарқырауы Сұр дене – энергияны жұту қабілеті бірден кіші, толқынның барлық жиі-лігі үшін бірдей және тек температураға тәуелді дене: Кирхгоф заңы: Дененің энергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығының оның спектрлік жұту қабілетіне қатынасы дененің табиғатына тәуелді болмайды және берілген температура мен жиілікте абсолют қара дененің сәуле шығарғыш қабілетіне тең барлық денелерүшін универсал шама (Кирхгоф функциясы): (19.4) Дененің энергетикалық жарқырауы , Абсолют қара дененіңэнергетикалық жарқырауы . Сұр дененің энергетикалық жарқырауы: Стефан – Больцман заңы: Абсолют қара дененің энергетикалық жарқырауы оның термодинамикалық температурасының төртінші дәрежесіне тура пропорционал. (19.5) мұндағы 5,67·10-8Вт/(м2·К4) –Стефан-Больцман тұрақтысы. Абсолют қара дененің спектрінде сәулелену энергиясының бөлінуі біркелкі емес. Өте жоғары және өте төмен жиіліктер аймағында абсолют қара дене жарық шығармайды. Қара дененің температурасы артқанда энергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығының максимал мәні қысқа толқынды (жоғары жиілікті) аймаққа ығысады (51-сурет). rλ,T В иннің ығысу заңы: Абсолют қара дененің энергетикалық жарқырауының спектрлік ты-ғыздығының максимал мәніне сәйкес толқын ұзындығы дененің абсолют температура-сына кері пропорционал болады. λ λ (19.6) мұндағы b=2,9·10-3 м·К – Вин 51-сурет тұрақтысы. Абсолют қара дененің энергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығы үшін Рэлей-Джинс формуласы: (19.7) мұндағы k=1,38·10-23Дж/К – Больцман тұрақтысы. жүктеу/скачать 3.65 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|