1.Promieniowanie ciała doskonale czarnego ciała doskonale czarnego Anna Steć Gr.3 ZiIP, GiG Przedmiot: Fizyka Współczesna

Wstęp Pod koniec XIX wieku fizycy czuli dumę ze stanu świadomości teorii fizycznych i nic nie wskazywało na przełomowe odkrycia które nastąpiły. Tylko nieliczne zjawiska nie dały się wytłumaczyć w oparciu o teorie fizyki klasycznej. Do tych zjawisk należało promieniowanie ciała doskonale czarnego. 2 Rys.1 Max Planck

Ciało doskonale czarne 3 Ciało doskonale czarne to takie ciało, które idealnie pochłania i idealnie emituje promieniowanie elektromagnetyczne. Promieniowanie ciała doskonale czarnego jest emitowane przez gorące ciało, które jest doskonale „czarne”. Nazwa bierze się stąd, że ciało to absorbuje (pochłania) każdy promień światła (w niskich temperaturach) i w związku z tym jest czarne.

Model ciała doskonale czarnego 4 Rys.2.3.Modele ciała doskonale czarnego

Prawo Wiena Intensywność promieniowania S(λ,T) jest to całkowita moc na jednostkę powierzchni na jednostkę długości fali w ustalonej temperaturze. Prawo przesunięć Wiena: Maksimum spektrum intensywności ze wzrostem temperatury przesuwa się w kierunku fal krótszych. 5 Rys.4 Krzywe rozkładu widmowego promieniowania termicznego

Prawo Stefana-Boltzmana 6

Wzór Rayleigha-Jeansa Rozkład ten zgadza się w przybliżeniu z wynikami eksperymentów dla dużych długości fal, dla krótkich fal całkowicie od nich odbiega. Problem ten nazwano katastrofą ultrafioletową. 7 Rys.5 Rozkład widmowy promieniowania dla wzoru Rayleigha-Jeansa

Wzór Rayleigha-Jeansa cd. 8 Rys.6 Krzywe rozkładu widmowego promieniowania termicznego z wyszczególnieniem zakresu widzialnego

Prawo promieniowania Plancka W wyprowadzeniu powyższego wzoru Planck opierał się zarówno na teorii klasycznej jak i dwóch założeniach kwantowych. 1.Oscylatory mogą absorbować (i emitować) energię tylko w porcjach będących wielokrotnością pewnego podstawowego kwantu 2.Oscylatory (pochodzenia elektromagnetycznego) mogą mieć tylko pewne skwantowane energie, En = nh ν, gdzie n jest liczba całkowitą, ν częstością, a h jest stał ą znaną jako stała Plancka: h = × 10−34 J · s.

Zastosowanie Prawa Plancka Pirometria jest metodą bezdotykowego mierzenia temperatury badanego obiektu. 10 Rys.7 Lawa wulkaniczna

Dziękuję za uwagę 11

Bibliografia „Fizyka kwantowa” E.H.Wichmann; PWN 1973 Warszawa „Podstawy chemii nieorganicznej” A.Bielecki ;PWN 2010 Warszawa „Fizyka dla inżynierów” J.Massalski 1975; Wydawnictwa Naukowe i Techniczne „Wykłady z fizyki” I.W.Sawieliew; PWN 2002 Warszawa „Fizyka współczesna” P.Tipler; PWN 2011 Warszawa 12