Az energia eloszlása a spektrumát feketetest
Az ábra mutatja a függését feketetest emisszióképesség hullámhosszú különböző hőmérsékleteken. Ezeket az adatokat a kísérletileg kapott. A grafikonok azt mutatják, hogy az energia egyenetlenül oszlik, növekvő sugárzás meredeken növeli a hőmérsékletet a hullámhossz. Ezeken a hőmérsékleteken, az emissziós maximumok esik az infravörös hullámhossz tartományban, a látható tartományban (0,4-0,75 mm) van egy kis mennyiségű energiát [v]. A növekvő hőmérséklet maximuma alacsonyabb hullámhosszak irányába tolódnak. A második ábra az összehasonlítás a spektrum a napsugárzás. „Rések” a spektrumban - az abszorpciós vonalát a légkör, a borítékot - a spektrum a feketetest-sugárzás.
Törvények tanulmányozása feketetest. ezeket a törvényeket nyert kísérleti adatok:
Stefan-Boltzmann-törvény „feketetest sugárzási egyenesen arányos a negyedik hatványával abszolút hőmérséklet.” A törvény azt jelenti, hogy egy enyhe növekedés a hőmérséklet a sugárzási energia jelentősen megnő. Például, ha a hőmérséklet növekszik 2-szer, hogy a kisugárzott energia növekszik 16-szor. s = 5,67 × 10 - 8 W / (m 2 K 4) - Stefan-Boltzmann állandó.
Wien-féle eltolódási törvény: „A hullámhossz, amelynél a maximális sugárzás fordítottan arányos az abszolút hőmérséklettel.” A törvény azt jelenti, hogy a hőmérséklet emelkedése a legnagyobb sugárzás felé tolódik rövidebb hullámhosszon. b = 2,9 × 10 - 3 és 1 / m - állandó borok.
A törvény nem általánosan elfogadott nevek, néha a második Wien törvény: „Maximális emissziós egyenesen arányos az ötödik erejét az abszolút hőmérséklet,” C = 1,3 × 10 - 5 W / (m 3 .K 5) - arányossági tényező
Tisztázni, hogy értékeket képviselnek a képletekben (§) és (§§) A grafikonon az emissziós a feketetest ro hullámhossz l.
A görbe a feketetest-sugárzás. dR - sugárzási fluxus tulajdonítható a hullámhossz intervallumban dl (területen sűrűn vonalkázott oszlopok) R - szerves (lásd képletű §§.) - a grafikon - alatti terület a teljes görbe sugárzás. Lmax - a hullámhossz, amelynél a legnagyobb a sugárzási
Hipotézis és Planck-formula.
Minden kísérlet, hogy egy képlet, hogy görbe írja le a feketetest-sugárzás nem jártak sikerrel. Két kapott képletek (Wien-féle formula és a képlet a Rayleigh és a farmer) kiválóan alkalmas a kis és a hosszú hullámhosszú, de írja le teljesen a görbe nem (lásd. Az alábbi táblázatot). Szerezd meg a képlet teljesen leírja feketetest-sugárzás görbéi Planck sikerült. Ő javasolta először a kvantum hipotézis (1900), hogy a fényt a kibocsátó részletekben - kvantumokat. A foton energiája arányos a sugárzási frekvencia. Ez lényegében egy új hipotézist, amely kezdeményezte a kvantumelmélet.
fotonenergia (a foton), kifejezett frekvencia n (Hz), ciklusos frekvencia W (1 / s) és a hullámhossz l
h = 6625 × 10-34 JS - Plank állandó = 1,05 × 10-34 JS - az úgynevezett kvantum hatás (a beszéd kiejteni a „h
Nem adjuk kiadási Planck-képlet [vi], csak megemlítjük, hogy ez alapján a matematikai statisztikai termodinamika származtatása borok és a Rayleigh-Jeans, de Planck feltételezte, hogy az energia egy egy szabadságfokkal oszcilláló mozgást az oszcillátor nem egyenlő kT / 2. de ez függ a frekvencia a sugárzás.
A közelítő képlettel borok jól elégedett rövid hullámhosszú (lásd ..), és ad egy maximális; Rayleigh formula - farmer ad jó egyetértésben kísérlet hosszabb hullámhosszú, de a görbe megy a végtelenségig, ami fizikailag lehetetlen. (További információ - lásd az alábbi táblázatot).
expresszió, mint egy frekvencia n
expresszió révén a hullámhossz l
k skaláris formában nevezzük hullámszám vektor formában úgynevezett wavevector p - foton lendület
Atomfizika energia nem mérik joule és elektronvoltos (eV). 1 eV = 1,6 × 10 -. 19 J. elektronvolt számszerűen egyenlő az energia, amely egy elektron megszerez, amelynek potenciális különbség egy voltos. Electron V és V jelentése numerikusan ugyanaz, habár ezek az egységek mérik teljesen különböző nagyságú. Például, egy elektron elhaladó potenciális különbség 5 szerez egy energia 5 eV.
A mi világunkban, hogy nem ismerjük, így makroszkopikus objektumok, amelyek megmutatkoztak, hogy a részecskék, akkor a hullámok. Ezért minden kísérlet elképzelni, hogy milyen könnyű, nem jártak sikerrel. Fotonok nem engedelmeskednek a klasszikus mechanika törvényei. A kétértelműség a fény természete abból adódik, hogy használjuk a klasszikus fogalmak leírására nem klasszikus, kvantum tárgyakat.
PhotoEffect nevezett elektromos jelenségek hatása alatt az elektromágneses sugárzás (fény). A következő típusú fotoelektromos hatás.
1) Külső PhotoEffect. Ez abból áll, hogy hatása alatt a fény
elektronok emisszióját az anyag (lásd. ábra.). Így a felületen
az anyag úgy tűnik pozitív töltés.
2) A belső fotoelektromos hatás. A dombornyomott könnyű elektronok maradnak az anyagban.
Ha az anyag alkalmazható a potenciális különbség, akkor világítják
anyag növeli az elektromos vezetőképesség.
3) a fényelektromos hatás a záróréteget (szelep PhotoEffect). Ha érintkezésbe két anyag különböző vezetési típusú (elektron és a lyuk) fordul elő, hogy a határfelületen potenciálkülönbséget. Ha a fedél határ érintkezik a fény és az áramkör zárt, akkor szivároghat áram. Így az egyik lehet megfigyelni közvetlen átalakítása a fény energiát elektromos energiává (több sm.dalshe - FTT)
PhotoEffect a záróréteg
Mi csak azokat a külső fotoelektromos hatás. Megpróbálja megmagyarázni a törvényeket a fotoelektromos hatás alapján az elektromágneses elmélet lehetetlennek bizonyult, például az elméletben, hogy a megjelenése a fotoelektromos kell megtörténnie, amikor tíz perc után a világítás, míg a tapasztalat a fotoelektromos meg szinte azonnal. 1905-ben Einstein azt mutatták, hogy a minták a külső fotoelektromos hatás azzal magyarázható, feltételezve, hogy a fény elnyelődik részletekben (QUANTA) ugyanaz, mint az a feltételezés, Planck fényt bocsát ki. Azt javasolta, a következő egyenletet:
Einstein egyenletet a külső PhotoEffect
Valójában - ez a törvény az energiamegmaradás: e fotonenergia költenek a munkát egy különítménye egy elektront az atom és az elektron kinetikus üzenet Wkin energia. (A szabad, nem kötött az atom elektron, a fényelektromos hatás nem lehetséges).
A fotoelektromos hatás lehet tekinteni, mint egy rugalmatlan ütközés a részecske-foton atom; foton eltűnik, a kibocsátott elektronok egy atom, és részben a „elhunyt” impulzus továbbított foton-atom.
A könnyebb problémamegoldás fog összegyűjteni a kifejezéseket az értékeket a formula
az energia a beeső foton