10. Дифракционная решетка. Условие дифракционного максимума при дифракции на решетке.

11 Квантовая гипотеза. Формула Планка. Масса и импульс фотона.

Согласно выдвинутой Планком кван­товой гипотезе, атомные осциллято­ры излучают энергию не непрерывно, а определенными порциями — квантами. причем энергия кванта пропорциональ­на частоте колебания Эрсилон0=hv =hc/лямдагде h = 6,625 • 10 ⁴⁴ Дж*с— постоян­ная Планка. Масса фотона определяется исходя из закона о взаимосвязи массы и энергии (Е=mc*c). Поскольку у фотона m0=0, то импульс фотона Р=h*ню/с=эпсилон/с=h/лямда. т.е. длина волны обратно пропорциональна импульсу.

12. Равновесное тепловое излучение. Энергетическая светимость, излучательная и поглощательная способность тела. Абсолютно черное тело.

Тепловое излучение — практически единственный вид излучения, которое является равновесным. Свечение тел обусловленное нагреванием называется тепловым излучением. Энергетическая светимост(излучательность)-R(e)-величина, равная отношению потока излучения Ф(е), испускаемого поверхностью, к площади S сечения, сквозь которое этот поток проходит. Количественной характеристикой теплового излучения служит спект­ральная плотность энергетической светимости (излучательности) тела — мощность излучения с едини­цы площади поверхности тела в интер­вате частот единичной ширины(RнюT). Способность тел поглощать падаю­щее на них излучение характеризуется спектральной поглощательной спо­собностью(AнюT). Тело, способное поглощать полно­стью при любой температуре все пада­ющее на него излучение любой часто­ты, называется черным. Следователь­но, спектральная поглощательная спо­собность черного тела для всех частот и температур тождественно равна еди­нице (А = 1). Черных тел в природе нет, однако такие тела, как сажа, пла­тиновая чернь, черный бархат и неко­торые другие, в определенном интерва­ле частот по своим свойствам близки к ним.

13. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана, два закона Вина.

Отношение спект­ральной плотности энергетической све­тимости к спектральной поглощатель­ной способности не зависит от природы тела; оно является для всех тел универ­сальной функцией частоты (длины вол­ны) и температуры (закон Кирхгофа): R(нюT)/A(нюT)=r(нюT). Для черного тела А = 1, поэтому из закона Кирхгофа следу­ет, что R для черного тела равна r. Таким образом, универсальная функ­ция Кирхгофа r есть не что иное, как спектральная плотность энергетической светимости черного тела. Согласно закону Стефа­на — Больцмана,R_e=сигмаT4 (199.1)т.е. энергетическая светимость черно­го тела пропорциональна четвертой сте­пени его термодинамической темпера­туры; а — постоянная Стефана — Больц­мана, ее экспериментальное значение равно 5,67 • 10-8 Вт/(м²- К⁴).Закон Стефана —Больцмана, опре­деляя зависимость R, от температуры, не дает ответа относительно спектраль­ного состава излучения черного тела. Согласно закону смеще­ния Вина лямда(max)=b/T(199.2) т. е. длина волны соответствующая максимальному значению спектраль­ной плотности энергетической свети­мости r черного тела, обратно про­порциональна его термодинамической температуре; b — постоянная Вина; ее экспериментальное значение равно 2,9 • 10-3 м • К.