Физика-2 курсы бойынша 2006-2007 оқу жылына арналған тірек конспектілері
жүктеу/скачать 6.81 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Кирхгоф заңы
| 7 ЛЕКЦИЯ. ЖЫЛУЛЫҚ СӘУЛЕ ШЫҒАРУ
11.1. Денелердің жарқырауы 11.2. Кирхгоф заңы 11.3. Қара дененің энергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығы. Денелердің жарқырауы, яғни денелердің электромагниттік толқындар шығаруы әртүрлі энергия түрлері арқылы орындалуы мүмкін. Егер электромагниттік толқындар тек қана ішкі энергия а рқылы шығарылатын болса, оны жылулық сәуле шығару деп атайды. Жарқыраудың қалған түрлерінің барлығы ішкі энергиядан басқа кез келген энергия түрлерімен қоздырылса, оларды люминесценция дейді. Люминесценцияның түрлері: хемилюминесценция, электролюминесценция, катодолюминесценция, фотолюминесценция. Жылулық сәуле шығару тепе-теңдік процеске, ал қалған сәуле шығарудың түрлері тепе-теңдік емес процестерге жатады. Тепе-теңдік күйлер мен процестерге термодинамика заңдарын қолдануға болады. Кирхгоф заңы. Дененің энергетикалық жарқырауы R, дененің сәуле шығару қабілеттілігімен r келесі қатынаспен байланысқан: R (11.1) Айталық, dФ -аудан элементіне түскен сәулелік энергия ағыны болсын, ал dФ дененің ағынды жұтқан бөлігі болсын. Онда өлшемсіз шама (11.2) дененің жұту қабілеттілігі деп аталады. Абсолютті қара дене үшін , егер болса, онда дене сұр болады. Кирхгоф заңы былай оқылады: дененің сәуле шығару қабілеттілігінің оның жұту қабілеттілігіне қатынасы дененің табиғатына байланысты емес, ол барлық денелер үшін бірдей жиіліктің (толқын ұзындығының) және температураның функциясы болып табылады: (11.3) немесе (11.4) f( - функциясын (универсалдық функция) абсолютті қара дененің сәуле шығару қабілеттілігі деп атауға болады. Тепе-теңдік жылулық сәуле шығарудың спектрлік құрамының сыйпаттамасын теория жүзінде қарастырғанда жиілік функциясын қолдануға ыңғайлы, ал тәжірибелік зерттеулерде толқын ұзындығының функциясын қарастырған жөн. Екі функция бір-бірімен келесі формуламен байланысты: (11.5) Табиғатта абсолютті қара дене болмайды. Дегенмен қасиеттері абсолютті қара денеге өте ұқсас қондырғылар жасауға болады. Мұндай қондырғыны кішкене ғана тесігі бар тұйық қуыс деп қарастырсақ, онда осы қуысқа кірген сәуле тесіктен қайта шығу үшін қуыстың ішінде көптеген шағылыстарға ұшырайды. Әрбір шағылыс кезінде сәуле энергиясының бөлігі жұтылып отырады, сондықтан іс жүзінде кез келген жиілігі бар сәуле осындай қуыспен толық жұтылады. Кирхгоф заңы бойынша осындай қондырғының сәуле шығару қабілеттілігі жиілік функциясына жақын, Т – қуыс қабырғасының температурасы. Егер қуыс қабырғасын белгілі бір температурада Т ұстап тұрса, онда тесік арқылы шығатын сәуле спектрлік құрамы жағынан абсолютті қара дененің шығару сәулесіне жақын болады. функциясының тәртібін тәжірибелік зерттеу нәтижелері 11.1-суретте көрсетілген. Тепе-теңдік күйде шығару сәулесінің энергиясы қуыстың көлемі бойынша белгілі энергия тығыздығымен u = u(T) үлестіріледі. Бұл энергияның спектрлік үлестірілуін u ( -функциясымен сыйпаттауға болады, ол шартымен анықталады, мұндағы -жиілік интервалына келетін энергия тығыздығының бөлігі. Энергияның толық тығыздығы u (T) энергияның спектрлік үлестірілуімен u ( келесі формуламен өрнектеледі u(T) = (11.6) Универсалды функция тығыздықтың спектрлік үлестірілуімен байланысты f( (11.7) жүктеу/скачать 6.81 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|