21 Квантовая гипотеза и ф-ла Планка

Согласно выдвинутой Планком в 1900 квантов гипотезе, атомные осцилляторы излучают энергию не непрерывно, а опред порциями — квантами,а энергия кванта пропорц частоте колеб :

где h= 6,62510^–34 Джс — постоянная Планка. Энергия осциллятора  может приним лишь опред дискретные знач,

В дан случае среднюю энергию  осциллятора нельзя принимать равной kT. Планк вывел для универсальной ф-ции Кирхгофа формулу

В обл малых частотф-ла Планка совпадает с ф-лой Рэлея — Джинса

Из ф-лы Планка можно получ з-н Стефана—Больцмана.

Из ф-лы Планка, зная универс постоян h, k и с, можно вычисл постоян Стефана — Больцмана  и Вина b. Ф-ла Планка явл полн реш осн задачи теплов излучения, поставлен Кирхгофом.

22 Оптическая пирометрия

З-ны теплов излучения испол для измер темпер раскаленн и самосветящих тел. Методы измер высок темпер, использ зависимость спектральн плотности энергетич светимости или интегральн энергетическ светимости тел от температ -оптическ пирометрия. Прибор-пирометр. В зави­симости от того, какой з-н теплов излучения использ при измерении тем­пер тел, различают радиационную, цветовую и яркостную температ.

1. Радиацион темпер — это темпер черного тела, при кот его энергетич светимость R_e равна энергетической светимости R_T тела. Регистрируется энергетич светимость тела и по з-ну Стефана — Больцмана вычисл его радиаци­он температ:

Радиацион темпер T_р тела всегда меньше его истин темпер Т.

2. Цветов темпер. Для серых тел (или тел, близк к ним по св-вам) спектральн плотность энергетич светимости

г де A_T=const<1.значит, распред энергии в спектре излучения серого тела такое же, как и в спектре черного тела, имеющего ту же температуру, поэтому к серым телам применим з-н смещения Вина . Зная длину волны _max, соответств макс спектрал плотности энергетич светимости R_,T тела, можно опред его темпер

к от наз цветов темпер. Для серых тел цветов темпер равна истин.

3. Яркостн темпер Т_я — темпер черного тела, при кот для определ длины волны его спектральн плотность энергетич светимости равна спектральной плотности энергетич светимости тела, т. е.

г де Т— истин темпер тела. По з-ну Кирхгоф при длине волны .

Истин темпер тела всегда выше яркост.

23 Фотоэффект. Ур-ние Эйнштейна

Фотоэффект- явл взаимодействия света с в-вом, в рез-те кот энергия фотонов перед е в-ва.Различ фотоэффект внешний, внутренний и вентильный. Внешн фотоэффект - испускание е в-вом под действием ЭМИ. Он наблюдается в тве­рдых телах и в газах на отдельных атомах и молекулах (фотоионизация). Фотоэффект обнаружен (1887 г.) Г. Герцем. Внутр фотоэффект — это вызван ЭМИ переходы е внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свобод­ные без вылета наружу. В рез-те концентр носителей тока внутри тела увеличив, что приводит к возникнов фотопроводимости или к возникнове­нию э.д.с.

Вентильный фотоэффект(разновидност внутр фотоэффек­та) -возникновение фото-э.д.с. при освещении контакта двух разных полупро­водников или полупроводника и металла. Вентильный фотоэффект открыв пути для прямого преоб­раз солн энергии в электрическую.

3 закона внешнего фотоэффекта:

1. Макс нач скорость фотоэлектронов завис от частоты света и св-в поверхности металла.

2. Общ кол-во фотоэлектронов n, кот вырываются светом из катода за единицу времени и сила насыщ прямо пропорц освещен катода.

3.Для кажд в-ва сущ красн граница фотоэф(порог фотоэф)- наименьш частота, при кот еще возможен фотоэф.

Эйнштейн в 1905 показал, что явл фотоэффекта и его закономерности могут объясн на осн предложен им квантов теории фотоэффекта.Свет частотой  не только испускается, но и распростр в простр-ве и поглощ в-вом квантами.Кванты ЭМИ - фотоны.

Ур-ние Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.

Оно позволяет объяснить 2 и 3 з-ны фотоэффекта. Из него следует, что макс кинетическая энергия фотоэлектрона ли­нейно возрастает с увеличением частоты падающего излучения и не зависит от его интенсивности , т. к. ни А, ни  от интенсивности света не зависят (II закон фотоэффекта). Т.к. с уменьшением частоты света кинетич энергия фотоэлектронов уменьш (для данного металла А=const), то при некот малой частоте =0 кинетич энергия фотоэлектронов станет равной 0 и фотоэффект прекратится (III закон фотоэффекта). Из ур-ния получим, что

и есть красная граница фотоэффекта для дан металла. Она зависит лишь от работы выхода электрона, т. е. от хим природы в-ва и состояния его поверхности.