- •201-2007 Методические указания
- •1. Тепловое излучение
- •1.1. Теоретическое введение к лабораторным работам 3.01 и 3.02
- •1.1.1. Характеристики теплового излучения
- •1.1.2. Закон Кирхгофа
- •1.1.3. Закон Стефана — Больцмана
- •1.1.4. Закон смещения (первый закон) Вина
- •1.1.5. Второй закон Вина
- •1.1.6. Оптическая пирометрия
- •1.2. Лабораторная работа 3.01. Определение температуры оптическим пирометром
- •1.2.1. Описание установки и методики измерений
- •1.2.2. Порядок выполнения работы
- •1.3. Лабораторная работа 3.02. Изучение теплового излучения
- •1.3.1. Описание установки и методики измерений
- •1.3.2. Порядок выполнения работы
- •1.4. Теоретический минимум
- •2. Фотоэффект
- •2.1. Теоретическое введение
- •2.2. Лабораторная работа 3.03. Исследование внешнего фотоэффекта
- •2.2.1. Описание установки и методики измерений
- •2.2.2. Порядок выполнения работы
- •2.2.3 Теоретический минимум
- •2.3. Лабораторная работа 3.04. Исследование фотоэлемента
- •2.3.1. Описание установки и методики измерений
- •2.3.2. Порядок выполнения работы Внимание! Переключатель п, расположенный на лицевой панели установки, должен находиться в положении вах!
- •2.3.3. Теоретический минимум
- •3. Атом водорода
- •3.1. Теоретическое введение
- •3.2. Лабораторная работа 3.05. Изучение спектра атома водорода
- •3.2.1.Описание установки и методики измерений
- •3.2.2. Порядок выполнения работы
- •3.2.3. Теоретический минимум
- •БИблиогрфический список
- •Содержание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
ГОУВПО «Воронежский государственный технический
университет»
Учебно-лабораторный центр кафедр общей физики
201-2007 Методические указания
к лабораторным работам по квантовой оптике
по дисциплине «Общая физика»
для студентов всех специальностей
очной формы обучения
Воронеж 2007
Составители: канд. физ.мат. наук А.Г. Москаленко, канд. физ.мат. наук Н.В. Матовых, канд. физ.мат. наук Е.П. Татьянина, канд. физ. мат. наук А.А. Долгачев, канд. техн. наук М.Н. Гаршина, канд. физ.мат. наук В.С. Железный, канд. физ.мат. наук Б.Г. Суходолов, канд. физ.мат. наук О.А. Шестаков
УДК 53
Методические указания к лабораторным работам по квантовой оптике по дисциплине «Общая физика» для студентов всех специальностей очной формы обучения / ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. А.Г. Москаленко, Н.В. Матовых, Е.П. Татьянина, А.А. Долгачев, М.Н. Гаршина, В.С. Железный, Б.Г. Суходолов, О.А. Шестаков. Воронеж, 2007. 40 с.
Методические указания содержат краткий теоретический материал и описание лабораторных работ по квантовой оптике, выполняемых в учебных лабораториях ВГТУ. Предназначены для студентов технического профиля второго курса всех специальностей очной формы обучения.
Табл. 10. Ил. 18. Библиогр.: 5 назв.
Рецензент д-р. физ.-мат. наук, проф. А.В. Бугаков.
Ответственный за выпуск зав. кафедрой,
профессор В.С.Железный
Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
©ГОУВПО «Воронежский государственный
технический университет», 2007
1. Тепловое излучение
1.1. Теоретическое введение к лабораторным работам 3.01 и 3.02
1.1.1. Характеристики теплового излучения
Под тепловым излучением понимают электромагнитное излучение, испускаемое телом и возникающее за счет его внутренней энергии. Оно зависит только от температуры и оптических свойств излучающего тела. Если расход энергии тела на тепловое излучение не восполняется за счет подвода к нему теплоты, то его температура постепенно понижается, а тепловое излучение уменьшается.
Тепловое излучение - единственное, которое может находиться в термодинамическом равновесии с веществом. Равновесность теплового излучения позволяет применять к нему общие законы термодинамики.
Основными характеристиками теплового излучения являются испускательная и поглощательная способности.
Испускательная способность rλТ системы равна энергии электромагнитных волн, излучаемых за единицу времени с единицы площади поверхности тела в узком интервале частот от ν до v+dv (или длин волн от λ до λ+άλ), т.е.
(1.1)
Зная испускательную способность тела, можно вычислить его энергетическую светимость Rэ, численно равную энергии электромагнитных волн всевозможных частот, излучаемых за единицу времени с единицы поверхности тела
(1.2)
Поглощательной способностью тела служит безразмерная величина αλT, показывающая, какая доля энергии электромагнитных волн с частотами от ν до v+dv, падающих на поверхность тела, поглощается им:
(1.3)
Значения rλТ и αλT зависят от длины волны (частоты), температуры, химического состава тела и состояния его поверхности.
Тело, полностью поглощающее падающее на него излучение, называется абсолютно черным (α*λT =1). Тела, для которых поглощательная способность меньше единицы, но одинакова для всех длин волн и зависит только от температуры, называются серыми телами. Таким образом, для серого тела
αλT = const < 1.
И
Рис. 1.1