Вопрос 111

Основы электронной микроскопии. Длина волны де Бройля.

Электронный микроскоп – прибор для наблюдения и фотографирования увеличенного (коэффициент увеличения достигает  и больше) изображения объекта, в котором вместо световых лучей используются пучки электронов, ускоренных до энергий  в условиях глубокого вакуума.

Благодаря малой длине волны де Бройля электронов просвечивающие электронные микроскопы  могут сформировать изображение отдельного атома.

Разрешающая сила электронного микроскопа определяется главным образом сферическими аберрациями магнитных линз, которые практически вытеснили электрические линзы, приводящими к размытию фокальной точки в пятно конечных размеров. Кроме того, необходимо обеспечить очень высокую стабильность ускоряющего напряжения и тока питания магнитных линз.

По де Бройлю, движение частицы, например электрона, опи­сывается волновым процесс-

сом с характеристической длиной вол­ны, в соответствии с формулой. Эти волны называют

вол­нами де Бройля.

Вопрос 113

Основные характеристики теплового излучения. Энергетическая светимость, спектральная плотность энергетической светимости, монохроматический коэффициент поглощения.

Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение, возникающее за счёт внутренней энергии тела^[1]. Имеет сплошной спектр, максимум которого зависит от температуры тела. Причиной того, что вещество излучает электромагнитные волны, является устройство атомов и молекул из заряженных частиц, из-за чего вещество пронизано электромагнитными полями. 

Основные характеристики:

1. Поток энергии излучения

2. энергетическая светимость

3. спектральная плотность энергетической светимости тела

4. Коэффициент поглощения

Монохроматического коэффициента поглощения:

.

Вопрос 114

Абсолютно черное, серое и другие тела

Тело, коэффициент поглощения которого равен единице для всех частот, называют абсолютно чёрным. Оно поглощает всё падающее на него излучение. Абсолютно чёрное тело - это физическая абстракция. Таких тел в природе нет. Моделью абсолютно чёрного тела является маленькое отверстие в замкнутой непрозрачной полости. Луч, попавший в это отверстие, многократно отразившись от стенок, почти полностью будет поглощён.

Рис. 1. Модель абсолютно черного тела.

Тело, коэффициент поглощения которого меньше единицы и не зависит от длины волны света, падающего на него, называют серым. Серых тел в природе нет, однако некоторые тела в определённом интервале длин волн излучают и поглощают как серые. Так, например, тело человека иногда считают серым, имеющим коэффициент поглощения  0,9.

Вопрос 115

Тепловое излучение тел. Законы Кирхгофа.

Закон Кирхгофа: для всех тел, независимо от их природы, отношение спектральной плотности энергетической светимости к монохроматическому коэффициенту поглощения при одной и той же температуре и одних и для тех же длин волн есть универсальная функция от длины волны и температуры, то есть:

(7)

где индексы 1, 2, . . . относятся к первому, второму и т.д. телам.

Для абсолютно чёрного тела _т = 1, тогда: