Мир квантовов
Классическая физика
Вклассической физике различают два типа объектов.
Вещество состоит из точно локализованных корпускул, которые подчиняются законам механики Ньютона. Состояние каждой корпускулы определяется в каждый момент времени положением и скоростью (импульсом), т.е. шестью динамическими переменными.
Излучение подчиняется законам Максвелла. Число переменных бесконечно. В отличие от вещества излучение нельзя разделить на отдельные корпускулы. Излучение описывается волновыми процессами, которые проявляются в хорошо известных явлениях интерференции и дифракции.
Спектр излучения черного тела
Первые трудности возникли при изучении спектрального распределения электромагнитного излучения, находящегося в термодинамическом равновесии с веществом.
Абсолютно черное тело.
Излучение, испускаемое абсолютно черным телом зависит только от температуры этого тела.
Закон Кирхгофа
1900 г. М. Планк. Излучение черногого телатела
Распределение плотности энергии излучения в полости
h 2
Планк |
|
|
|
|
U(T, ) |
8 h 3 |
|
1 |
|
c3 |
|
exp(h kT) 1 |
||
|
|
|||
Рэлей-Джинс
U( ,T) 8 2 kT c3
6.58 10 22 МэВ с
Фотоэффект. Эффект Комптона
h |
E |
|
1 |
|
2 |
|
γ' |
|
γ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
e− |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
W |
|
|
|
|
|
|
||
E h W |
|
2 1 |
|
h |
(1 cos ) |
|||
|
mc |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Классификация электромагнитного излучения
Название |
Длина волны, м |
Частота, Гц |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
радиоволны |
|
|
|
|
|
5 |
|
3 |
|
|
|
3 |
|
10 |
8 |
|
|||
|
|
3 10 |
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|||||||||
микроволны |
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
8 |
|
10 |
12 |
|
|||
|
|
|
|
|
3 10 |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
||||||
инфракрасное |
3 10 3 8 10 7 |
1011 4 1014 |
|||||||||||||||||
излучение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
видимый свет |
|
|
|
7 |
|
|
|
7 |
|
14 |
|
|
|
|
|
14 |
|||
|
8 10 |
|
|
|
|
4 10 |
|
4 10 |
|
|
8 10 |
||||||||
ультрафиолетовое |
4 10 7 3 10 9 |
8 1014 1017 |
|||||||||||||||||
излучение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рентгеновское |
3 10 9 10 10 |
1017 3 1018 |
|||||||||||||||||
излучение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гамма-излучение |
|
|
|
10 |
10 |
|
|
|
|
|
|
18 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 10 |
|
|
|
|
|||||