- •Упругие волны. Волновой процесс.
- •Уравнение плоской бегущей волны
- •Связь групповой и фазовой скорости
- •Звуковые волны (акустические волны)
- •Интенсивность звука (сила звука)
- •Эффект Доплера
- •Электромагнитные волны
- •3). Если
- •Дифракция света Принцип Гюйгенса — Френеля
- •Метод зон Френеля (1)
- •Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске
- •Дифракция Фраунгофера на щели (дифракция в параллельных лучах)
- •Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке
- •Число максимумов, даваемое дифракционной решеткой
- •Дифракция на пространственной решетке Пространственная (трехмерная) решетка
- •Ф ормула Вульфа—Брэггов
- •Критерий Рэлея. Разрешающая способность спектрального прибора
- •Разрешающая способность спектрального прибора
- •Разрешающая способность дифракционной решетки
- •Поляризация света Естественный и поляризованный свет
- •Закон Малюса. Прохождение света через два поляризатора Степень поляризации света
- •Д войное лучепреломление
- •Пластинка в четверть волны (пластинка λ/4)
- •Анализ поляризованного света
- •Искусственная оптическая анизотропия
- •Закон Брюстера
- •Применение поляризованного света
- •Тепловое излучение и его характеристики
- •Характеристики теплового излучения
- •Закон Стефана – Больцмана
- •Вольт – амперная характеристика фотоэффекта.
- •Законы Столетова.
- •Применение фотоэффекта
- •Постулаты Бора.
- •Опыты Франка и Герца.
- •Элементы квантовой механики
- •Соотношения неопределенностей.
- •Описание микрочастиц с помощью волновой функции.
- •Общее уравнение Шредингера
- •Какое уравнение должно описывать движение микрочастиц?
- •Движение свободной частицы
- •Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками»
- •Уравнения Шредингера для стационарных состояний
- •Линейный гармонический осциллятор в квантовой механике
- •Квантовые числа
- •Спин электрона. Спиновое квантовое число Опыты Штерна и Герлаха
- •Спин электрона
- •Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны
- •Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям
- •Сплошной (тормозной) рентгеновский спектр
- •Характеристический рентгеновский спектр. Закон Мозли
- •Молекулы: химические связи, понятие об энергетических уровнях
- •Молекулярные спектры
- •Понятие о квантовой статистике. Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака.
- •Элементы квантовой теории металлов.
- •Основные положения квантовой теории металлов.
- •Квантование энергии свободных электронов в металлах.
- •Функция распределения Ферми и её статистический смысл.
- •Металлы, диэлектрики, полупроводники.
- •Полупроводниковые диоды
Характеристики теплового излучения
1. Спектральная плотность энергетической светимости (излучаемости) тела. Она выражает мощность излучения с 1 м2 поверхности тела приходящейся на единичный интервал длин волн спектра в близи данной волны
2. Энергетическая светимость RТ (интегральная излучательность) поток энергии излучаемый единицей поверхности излучающего тела по всем направлениям.
Так как излучение состоит из различных частот ν или длины волны λ то вводится величина
3. r = r (ν) – испускательная способность тела.
4. а = а (ν,Т) – поглощательная способность тела.
Опыт показывает, что чем больше испускательная способность тела, тем больше его поглощательная способность.
В 1859 г. Кирхгоф сформулировал закон:
Отношение испускательной и поглощательной способности не зависит от природы тела: она является для всех тел универсальной функцией частоты (длины волны) и температуры.
Для всех тел независимо от их природы отношение спектральной плотности излучения к спектральному коэффициенту поглощения при такой же температуре и для тех же длин волн есть универсальная функция от длины волны и температуры .
Учитывая, что коэффициент поглощения абсолютно черного тела равен 1 то можно записать.
Т.е. универсальная функция Кирхгофа, равна спектральной плотности энергетической светимости абсолютно чёрного тела.
Закон Кирхгофа можно продемонстрировать на следующем опыте :
Берётся металлический сосуд в виде трехгранной призмы, причём :
1 грань – зеркальная; 1 грань – матовая; 1 грань – зачерненная;
Сосуд заполняется горячей водой, после того как сосуд прогреется чувствительным термоэлементом или болометром измерить потоки излучения исходящие из этих граней интенсивнее всего излучает зачернённая грань, Слабее – зеркальная , т.е. грань которая поглощает больше энергии, больше её и испускает.
Пламя горящей свечи основано на той пропорциональности , между испускательной и поглощательной способности тел.
В пламени свечи имеются частицы сажи, обладающие большим поглощением, они дают яркий свет (пламя газовой горелки не дает света).
Закон Кирхгофа описывает только тепловое излучение, поэтому можно считать, что излучение, которое не подчиняется закону Кирхгофа, не является тепловым.
Напротив излучение абсолютно черного тела тем на термоэлемент или балометр можно измерит полное излучение этого тела
Опыт показывает:
Спектр испускания абсолютно чёрного тела сплошной (в нём присутствуют волны всех длин );
Существует максимум спектральной плотности энергетической светимости, приходящейся при данной температуре на вполне определенную длину волны. При изменении температуры этот максимум смещается;
Максимальное значение спектральной плотности энергетической светимости в сильной степени зависти от температуры тела;
Энергетическая светимость поля резко возрастает с повышением температуры.
Все эти положения были сформулированы Больцманом, Стефаном и Вином, в виде законов излучения Абсолютно чёрного тела.