15. Проблемы излучения черного тела. Закон Кирхгофа.

Закон излучения Кирхгофа: Отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не зависит от их формы и химической природы.

Проблемы в рамках классической физики начались при попытках подсчитать энергию излучения, сохраняемую внутри абсолютно черного тела в равновесном состоянии. И скоро выяснились две вещи: чем выше волновая частота лучей, тем больше их накапливается внутри черного тела (то есть, чем короче длины волн исследуемой части спектра волн излучения, тем больше лучей этой части спектра внутри черного тела предсказывает классическая теория);

чем выше частота волны, тем большую энергию она несет и, соответственно, тем больше ее сохраняется внутри черного тела.

16 Закон Стефана - Больцмана.

Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость мощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры.

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела: P = SεσT4, где ε - степень черноты (для всех веществ ε < 1, для абсолютно черного тела ε = 1). При помощи закона Планка для излучения, постоянную σ можно определелить как

где — h- постоянная Планка, k — постоянная Больцмана, c — скорость света.

Численное значение Дж · с-1 · м-2 · К-4.

17. Квантовая гипотеза Планка. Энергия и импульс световых квантов.

Квантовая гипотеза Планка состояла в том, что для элементарных частиц, любая энергия поглощается или испускается только дискретными порциями. Эти порции состоят из целого числа квантов с энергией Е таких, что эта энергия пропорциональна частоте ν с коэффициентом пропорциональности, определённым по формуле:

где h — постоянная Планка, и

Энергия светового кванта: 0=h=hc/ , где h- постоянная Планка (дж с).

Импульс светового кванта: p =0/c= h/c ,при массе покоя фотона m=0

18. Внешний фотоэффект.

Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения. Наблюдается в твердых телах (металлах, полупроводниках, диэлектриках). Законы Столетова для внешнего фотоэффекта:

1 Закон: при фискальной частоте подающего света число фотоэлектронов вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света;

2 Закон: max начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой.

3 Закон: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть min частота света (зав. от хим. прир. вещества и состояния его поверхности), ниже которой фотоэффект не возможен.

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

19 Гипотеза де Бройля.

Гипотеза Деброля. Гипотеза утверждает, что не только фотоны, но и электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают также волновыми свойствами. С каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные характеристики – энергии E и импульс p, а с другой – волновые характеристики – частота и длинна волны:

E = h, p = h/

Таким образом, любой частицы, обладающей импульсом, сопоставляют волновой процесс с длинной волны, оред. по формуле Бройля: Это отношение справедливо для любой частицы с импульсомp.