Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Promieniowane ciała doskonale czarnego (CDC) Wykonali: Marcin Janik i Damian Beksa Kierunek: Górnictwo i Geologia, Górnictwo odkrywkowe, gr.3 Wydział:

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Promieniowane ciała doskonale czarnego (CDC) Wykonali: Marcin Janik i Damian Beksa Kierunek: Górnictwo i Geologia, Górnictwo odkrywkowe, gr.3 Wydział:"— Zapis prezentacji:

1 Promieniowane ciała doskonale czarnego (CDC) Wykonali: Marcin Janik i Damian Beksa Kierunek: Górnictwo i Geologia, Górnictwo odkrywkowe, gr.3 Wydział: Górnictwa i Geoinżynierii Fizyka współczesna

2 Plan prezentacji 1. Czym jest ciało doskonale czarne? 2. Model ciała doskonale czarnego 3. Rozkład widmowy promieniowania CDC 4. Katastrofa w nadfiolecie 5. Hipoteza Plancka – narodziny mechaniki kwantowej 6. Prawo przesunięć Wiena 7. Zastosowanie praw promieniowania 8. Wnioski i podsumowanie 9. Literatura

3 Ciało doskonale czarne Ciało doskonale czarne – ciało, które absorbuje całe padające na nie promieniowanie bez względu na częstotliwość. Inaczej – ciało, które niezależnie od temperatury tego ciała, kąta padania (promieniowania), całkowicie pochłania padające nań promieniowanie posiadające dowolny skład widmowy. Ciało to nie istnieje w rzeczywistości. Przykład przedmiotów najbliższych ciału doskonale czarnemu: - przedmiot pokryty sadzą, - przedmiot pokryty czernią bizmutową. Fot. 1. Wnęka symulująca ciało doskonale czarne, Źródło:

4 Model ciała doskonale czarnego Rys. 1. Model ciała doskonale czarnego

5 Promieniowanie ciała doskonale czarnego Rozkład widmowy promieniowania CDC charakteryzuje funkcja R T (v) - zwana zdolnością emisyjną ciała. Prawo Stefana: - Boltzmann`a Rys. 2. Otrzymana doświadczalnie zależność R T (v) od v oraz od T, Zródło: σ – stała Stefana–Boltzmann`a

6 Katastrofa w nadfiolecie niemożliwe !!! Rys. 3. Porównanie rozkładu wynikającego ze wzoru Rayleigha-Jeansa z kształtem rozkładu doświadczalnego, Źródło:

7 Hipoteza Plancka I. Oscylator nie może mieć dowolnej energii, lecz tylko energię daną wzorem: E = nhv, gdzie: v - częstotliwość promieniowania oscylatora, h – stała Plancka, n - pewna liczba całkowita (obecnie liczba kwantowa); II. Oscylatory nie wypromieniowują energii w sposób ciągły, lecz porcjami, czyli kwantami, podczas przejścia z jednego stanu w drugi. Wtedy to: ΔE = Δnhv = hv Rozkład promieniowania CDC: R T (v) = ( 8πv 2 / c 3 ) * (hv / (e hv/kT - 1))

8 Prawo przesunięć Wiena Maksimum energii w widmie promieniowania ciała doskonale czarnego występuje dla długości fali max, dla której: v max ~ T czyli max * T= const Rys. 4. Rozkład Plancka dla różnych temperatur, Źródło:

9 Zastosowanie praw promieniowania Wyniki badań nad widmami zdolności emisji promieniowania podczerwonego znalazły sporo zastosowań: kamery działające na podczerwień (szpiegowskie), różna aparatura techniczna (profilowanie opon i ich bieżników tak by temperatury powstałe na skutek tarcia im nie szkodziły), mierzenie temperatur – pirometry, przy ogrzewaniu – promienniki.

10 Zastosowanie praw promieniowania Pirometria – jest to metoda bezdotykowego mierzenia temperatury badanego obiektu. Fot. 2. Współczesny pirometr cyfrowy, Źródło:

11 Budowa pirometru Rys. 5. Budowa pirometru, Źródło:

12 Fot. 3. Pomiar temperatury lawy wulkanicznej, Źródło:

13 Fot. 4. Pirometryczny pomiar temperatury, Źródło:

14 ` Fot. 5. Pirometryczny pomiar temperatury pieca hutniczego, Źródło:

15 Podsumowanie Pojęcie ciała doskonale czarnego wprowadził Gustav Kirchhoff w Ciało, której silniej emituje, również silniej absorbuje promieniowanie. Maksimum funkcji intensywności promieniowania opisuje prawo przesunięć Wiena: max * T=const. Gęstość energii promieniowania zależy tylko od temperatury. Rozkład widmowy promieniowania ciała doskonale czarnego charakteryzuje funkcja zwana zdolnością emisyjną ciała. Maksimum energii w widmie promieniowania ciała doskonale czarnego wraz ze wzrostem temperatury przemieszcza się w kierunku coraz mniejszej długości fali ( max jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury bezwzględnej). Prace Plancka nad promieniowaniem ciała doskonale czarnego są jedną z dziedzin fizyki prowadzącą do powstania mechaniki kwantowej.

16 Źródła 1.R.Resnick, D.Holiday: "Fizyka" tom 5 2.Jay Orear: "Fizyka" tom 2 3.http://http://www.ftj.agh.edu.pl/ 4.http://www.if.pw.edu.pl 5.http://www.par.pl 6.www.pclab.pl 7.http://www.pldocs.org 8.http://www.wolewygodniej.pl 9.http://www.wikipedia.org

17 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Dziękujemy za uwagę ;-) UWAGĘ


Pobierz ppt "Promieniowane ciała doskonale czarnego (CDC) Wykonali: Marcin Janik i Damian Beksa Kierunek: Górnictwo i Geologia, Górnictwo odkrywkowe, gr.3 Wydział:"

Podobne prezentacje


Reklamy Google