Квантовая физика Тепловое излучение.

Интегральная лучеиспускательная способность R_Э (энергетическая светимость) – количество энергии, излучаемое телом с единицы поверхности в единицу времени во всем диапазоне длин волн или частот:

С пектральная плотность энергетической светимости r_ν,T (излучательная способность) – количество энергии, излучаемое телом в единицу времени с единицы поверхности в интервале частот единичной ширины. Энергетическая светимость может быть получена интегрированием спектральной плотности энергетической светимости:

Абсолютно черное тело поглощает все падающее на него излучение.

Закон Стефана-Больцмана для абсолютно черного тела:

,

где σ- постоянная Стефана-Больцмана, σ =5,67∙10⁸ Вт/(м^2∙К⁴).

Закон смещения Вина: при увеличении температуры абсолютно черного тела длина волны, на которую приходится максимум излучения, смещается в сторону коротких волн (см рис):

,

где b- постоянная Вина, b=0,0029 м∙К.

Фотоэффект.

-явление вырывания электронов с поверхности металла под действием электромагнитного облучения (света).

Законы фотоэффекта:

1. Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока.

2. Максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.

3. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света (или максимальная длина волны λ₀), при которой ещё возможен фотоэффект, и если , то фотоэффект уже не происходит.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

где  — т. н. работа выхода (минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества),  — кинетическая энергия вылетающего электрона,  — частота падающего фотона с энергией , h — постоянная Планка.

Давление света

Т.к. свет является потоком фотонов, он оказывает давление на поверхность.

где W_изл- энергия излучения падающая на поверхность за время t, S – площадь поверхности, на которую нормально падает свет, с – скорость света, ρ – коэффициент отражения данной поверхности.

Постулаты Бора.

1. Атом может находиться только в особенных стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых отвечает определенная энергия. В стационарном состоянии атом не излучает электромагнитных волн. Электрон в атоме, не теряя энергии, двигается по определённым дискретным круговым орбитам, для которых момент импульса квантуется: , где — натуральные числа, а — постоянная Планка.

2. При переходе электрона с орбиты (энергетический уровень) на орбиту излучается или поглощается квант энергии , где  — энергетические уровни, между которыми осуществляется переход. При переходе с верхнего уровня на нижний энергия излучается, при переходе с нижнего на верхний — поглощается.

Группируя возможные переходы между состояниями атома водорода, получаем серии, каждая из которых дает линии в различных диапазонах спектра электромагнитных волн.

С ерия Лаймана дает излучение в ультрафиолетовой области спектра.

Часть переходов из серии Бальмера дает излучение в видимой области спектра.

Остальные серии переходов дают линии в инфракрасной области.