Promieniowanie ciała doskonale czarnego Kraków, 14.03.2016r. Aleksandra Olik Wydział GiG Górnictwo i geologia Rok I, st. II, grupa II.

Prezentacja na temat: "Promieniowanie ciała doskonale czarnego Kraków, 14.03.2016r. Aleksandra Olik Wydział GiG Górnictwo i geologia Rok I, st. II, grupa II."— Zapis prezentacji:

1 Promieniowanie ciała doskonale czarnego Kraków, 14.03.2016r. Aleksandra Olik Wydział GiG Górnictwo i geologia Rok I, st. II, grupa II

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

3 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

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

5 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

6 Promieniowanie a ciało doskonale czarne

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

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

9 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

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

11 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].

12 Prawo Wiena w praktyce Lawa, która w najjaśniejszych miejscach ma temperature 1000-1200 ⁰ C Żelazo rozgrzane do temperatury 650 ⁰ C

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

14 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

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

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

17 Bibliografia „Laboratorium z fizyki technicznej”, Instytut Fizyki Politechniki Częstochowskiej. „Promieniowanie ciała doskonale czarnego”, PWN Aneksy Internetowe Podręczników. „Fizyka współczesna”, http://dydaktyka.fizyka.umk.pl

18 Dziękuję za uwagę