Promieniowanie ciała doskonale czarnego Kraków, r. Aleksandra Olik Wydział GiG Górnictwo i geologia Rok I, st. II, grupa II

Promieniowanie termiczne Ciała stałe CieczeGazy emitują promieniowanie termiczne w postaci fal elektromagnetycznych. Promieniowanie ma widmo ciągłe.

Rozkład widmowy promieniowania termicznego Zdolność emisyjna e(λ,T) energia wysyłana przez jednostkę powierzchni ciała o temperaturze T, w jednostce czasu w zakresie długości fali od λ do λ+d λ Całkowita zdolność emisyjna E(T) całkowita energia wyemitowana w jednostce czasu z jednostkowej powierzchni o temperaturze T

Rozkład widmowy pochłaniania Zdolność absorpcyjna a(λ,T) stosunek energii zaabsorbowanej do energii padającej

Prawo Kirchoffa Stosunek zdolności emisyjnej do zdolności absorpcyjnej nie zależy od natury ciała i dla wszystkich ciał jest taką samą funkcją E(λ,T) temperatury T i długości fali λ

Promieniowanie a ciało doskonale czarne

Model ciała doskonale czarnego Zdolność absorpcyjna ciała doskonale czarnego Zdolność emisyjna ciała doskonale czarnego

Rozkład energii w widmie ciała doskonale czarnego w różnych temperaturach Całkowita moc wypromieniowania wzrasta z temperaturą

Prawo Stefana-Boltzmanna Całkowita energia promieniowania wysyłana przez jednostkę powierzchni ciała doskonale czarnego w jednostce czasu jest proporcjonalna do czwartej potęgi temperatury bezwzględnej gdzie: - stała Stefana-Boltzmanna, σ = 5,669∙10 -4 W∙m -2 ∙K -4

Rozkład energii w widmie ciała doskonale czarnego w różnych temperaturach Ze wzrostem temperatury maksima krzywych przesuwają się w stronę fal krótkich

Prawo przesunięć Wiena Ze wzrostem temperatury widmo promieniowania ciała doskonale czarnego przesuwa się w stronę fal krótszych, zgodnie ze wzorem: gdzie: - długość fali o max. mocy promieniowania [m], - stała Wiena, b=2,9∙10 -3 K∙m, - temperatura ciała doskonale czarnego [K].

Prawo Wiena w praktyce Lawa, która w najjaśniejszych miejscach ma temperature ⁰ C Żelazo rozgrzane do temperatury 650 ⁰ C

Prawo Wiena w praktyce Określenie temperatury gwiazd na podstawie pomiaru ich światła

Wzór Rayleigh’a-Jeans’a Promieniowanie ciała doskonale czarnego ma charakter fal stojących Fala elektromagnetyczna ma dwa stopnie swobody Założenia Rayleigh’a i Jeans’a Prawo ekwipartycji energii

Katastrofa w nadfiolecie Dla wyższych częstotliwości wyniki teoretyczne dążą do nieskończoności podczas gdy gęstość energii zawsze pozostaje skończona

Wzór Planck’a Założenia Planck’a Promieniowanie ma charakter kwantowy, czyli jest wysyłane określonymi porcjami KWANTAMI Energia kwantu

Bibliografia „Laboratorium z fizyki technicznej”, Instytut Fizyki Politechniki Częstochowskiej. „Promieniowanie ciała doskonale czarnego”, PWN Aneksy Internetowe Podręczników. „Fizyka współczesna”,

Dziękuję za uwagę