Тепловое излучение – это электромагнитное излучение нагретых тел. Непосредственные излучатели – частицы, образующие тело (атомы, молекулы, ионы). Источником теплового излучения является любое тело, имеющее абсолютную температуру Т>0 K. Каждое тело является поглотителем теплового излучения других тел.
Существует некоторое распределение энергии, соответствующее максимально возможному тепловому излучению тела при заданной температуре. Тело, обладающее таким спектром, называется абсолютно черным. Абсолютно черное тело поглощает полностью любое падающее на него тепловое излучение, независимо от его частоты. Распределение энергии излучения абсолютно черного тела соответствует условиям термодинамического равновесия и однозначно определяется лишь его температурой. В связи с этим излучение абсолютно черного тела иногда называют равновесным излучением.
Квантовая
гипотеза Макса Планка–
абсолютно чёрное тело излучает и
поглощает энергию не непрерывно, а
строго определёнными порциями
(квантами).Каждая такая порция-квант
имеет энергию, пропорциональную частоте
ν излучения:
где
h или
—постоянная
Планка
.
На основе этой гипотезы Планк предложил
теоретический вывод соотношения между
температурой тела и испускаемым этим
телом излучением — формулу Планка.
Формула Планка для излучательной способности абсолютного чёрного тела:
гдеk=R/NA-постоянная
Больцмана, R=8,31
Дж/мольК-универс. газовая пост.,
-
число Авогадро, с – скорость света,
h–длина
волны
Спектр излучения атомов – линейчатый: атомы излучают строго определенный набор частот, а значит, и значений энергий квантов.
Постулаты Бора позволяют объяснить происхождение линейчатых спектров испускания и поглощения, связывая их появление с наличием дискретного ряда энергетических состояний атомов и переводами между ними.
Согласно теории Бора, электроны могли вращаться вокруг ядра только по "разрешенным" орбитам, каждая из которых соответствует определенному энергетическому состоянию электрона. Электрон, поглощая дискретную порцию энергии, или квант, "перепрыгивает" на орбиту, что соответствует высшей энергии и расположенную дальше ядра. При переходе с верхнего уровня на нижний излучается квант энергии, а при переходе с нижнего на верхний — поглощается.
Энергия кванта
равна разности энергий орбит :
,где
— энергетические уровни, между которыми
осуществляется переход.
Атомы каждого элемента испускают свет определенных цветов, соответствующих характерным для данного элемента частотам и длинам волн.
27)Гипотеза де Бройля и ее экспериментальное обоснование.
Де
Бройль высказал мысль, что с каждым
микрообъектом следует связывать как
корпускулярные хар-ки (энергия, импульс),
так и волновые (частота, фаза, длина
волны). Л. Де Бройль допустил, что
соотношение
(1) и
(2) справедливы не только для фотонов,
но и для любых микрообъектов, даже для
тех, к-рые ранее трактовались только
как частицы (электроны, протоны, нейтроны
и т.д.). Тогда для свободно движущихся
частиц формулу (2) можно записать –
(3). Следовательно, любой частице
массой m,
движущейся со скоростью 𝜐,
соответствует некоторый волновой
процесс, длинна волны к-рого может быть
найдена по формуле де Бройля
(3). Экспериментальное подтверждение.
Дифракция рентгеновских лучей наблюдается
на кристаллических телах; следовательно,
для дифракции электронов необходимо
также использовать кристаллы. К. Дэвиссон
и Л. Джермер впервые наблюдали дифракцию
электронов на монокристалле никеля,
Дж.П. Томсон и П.С Тартаковский – на
металлической фольге. Ими было доказано
наличие волновых свойств у пучка
свободно движущихся электронов. Также
наблюдается дифракция нейтронов.
28)Электронный микроскоп. Принцип действия. Разрешающая способность. Применение в медицинских исследованиях.
Основная часть – полый цилиндр, из которого откачан воздух для того, чтобы электроны не взаимодействовали с молекулами газов и не было окисления вольфрамовой нити накаливания. Между катодом и анодом подается высокое напряжение (50 – 200-500 кВ), что служит причиной ускорения электронов. В центре анода отверстие, проходя через к-рое электроны формируют пучок, идущий вниз по колонне микроскопа. Линзы электронного микроскопа представляют собой электромагниты, поле к-рых может изменять путь электронов. В конденсорной линзе пучок электронов фокусируется и попадает на объект, с к-рым электроны взаимодействуют: отклоняются, рассеиваются, поглощаются или проходят без изменения. Электроны, прошедшие через объект, фокусируются объективной линзой, к-рая формирует увеличенное первичное изображение объекта. Объективна я линза определяет его основные показатели. Первичное изображение увеличивается проекционной линзой и проектируется на экран, покрытый люминесцентным слоем, светящимся при попадании на него электронов. Вместо светящегося экрана изображение можно поместить на фотопластинку и получить снимок.
Разрешение:
увеличение до
раз
Применение:
- вирусология
- иммунология
- позволяет сохранять структуры вирусов, клеток, бактерий в условиях высокого вакуума под пучком электронов
- позволяет судить о составе и функции структурных элементов клеток и вирусов