2. Закон Стефана-Больцмана

установлен Д.Стефаном (1879 г.) из анализа экспериментальных данных, а за­тем Л.Больцманом (1884 г.)  теоретическим путем.

, (9)

 = 5,6710^-8 Вт/(м^2К⁴)  постоянная Стефана-Больцмана,

т.е. энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна его абсолютной температуре в четвертой степени.

3. Закон смещения Вина установлен немецким физиком В.Вином (1893 г.)

, b = 2,910^-3 мK  постоянная Вина. (10)

Длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости абсо­лютно черного тела, обратно пропорциональна абсолютной темпера­туре этого тела, т.е. с увеличением температуры максимальное выделение энергии смещается в коротковолновый диапазон.

Квантовая гипотеза м. Планка (1900 г.)

Атомные осцилляторы излучают энергию не непрерывно, а определенными порциями – квантами, причем энергия кванта пропорциональна частоте колебаний.

, h – постоянная Планка, h = 6,626·10^–34 Дж·с (12)

Тепловые источники света

Свечение раскаленных тел используется для создания источников света. Первые лампы накаливания и дуговые лампы были изобретены русскими учеными А.Н. Лодыгиным в 1873 г. и П.Н. Яблочковым в 1876 г.

Температура в лампах накаливания с вольфрамовой нитью не должна превышать 2450 К из-за распыления вольфрама. При этой температуре _max 1 мкм, т.е. далека от максимума чувствительности глаза (0,55 мкм).

Применение в баллоне инертных газов (криптон, ксенон с добавлением азота) и пониженного давления (0,5 ат) поднимает температуру до 3000 К, однако она далека от температуры Солнца (6500 К), поэтому лампы накаливания некомфортны для глаза.

Для уменьшения тепловых потерь вольфрамовую нить выполняют в виде спирали, однако КПД ламп накаливания не превышает 5%.

44. Фотоэффект. Законы фотоэффекта

Различают три вида фотоэффекта: внешний, внутренний, вентильный.

Внешним фотоэффектом назы­ва­ет­­ся испускание электронов вещес­твом под действием электромаг­нит­но­го излучения.

Внутренний фотоэффект  это выз­ван­ные электромагнитным излучением пе­ре­ходы электронов внутри полу­проводника или диэлектрика из связанных состояний в сво­бодные без вылета наружу. В ре­зуль­тате увеличивается концентрация элек­тро­нов, что приводит к возникновению фото­про­во­димости  повышению электро­про­вод­ности, возникновению ЭДС при освещении.

Вентильный фотоэффект  это возни­кновение ЭДС при освещении кон­такта полупроводников (полупроводника и металла) при отсутствии внешнего поля. Это путь прямого преобразования солнечной энергии в электрическую.

В 1888-1890 годах А.Г. Столетов провел систематическое иссле­дование внешнего фотоэффекта. Облучая катод светом различных длин волн, Сто­летов установил следующие свойства фотоэффекта:

1. под действием света веще­с­тво теряет толь­ко отрицательные заряды;

2. наиболее эффективное дей­ствие оказы­вают ультрафиолетовые лучи;

3. фотоэффект практически без­ынер­цио­нен, т.е. промежуток времени между моментом освещения и началом разрядки ничтожно мал.

Три закона фотоэффекта (законы Столетова):

1. При фиксированной частоте падающего света ( = const) сила фототока насыщения I_н прямо пропорциональна падающему на катод световому потоку Е.