Promieniowanie cieplne
Każde rzeczywiste ciało o temperaturze większej od zera bezwzględnego (T 0K)
jest xródłem emisji fali elektromagnetycznej (tzw. fal termicznych).
E
R
Całkowita zdolnoSć emisyjna
t S
R
r
Spektralna zdolnoSć emisyjna
S
Całkowita zdolnoSć absorpcyjna
A
a
Spektralna zdolnoSć absorpcyjna
Model ciała doskonale czarnego
Wnętrze wydrążonej kuli pokryte jest substancją o dużym
współczynniku absorpcji. Wpadająca wiązka ulega
całkowitej absorpcji na skutek wielokrotnych odbić
a 1
Spektralna zdolnoSć emisyjna ciała doskonale czarnego
350 K
0,8
max
0,4
300 K
250 K
0,0
0 5 10 15 20
długoSć fali [ m]
T b b 2,898 10 3 m K
Prawo Wiena
max
4
5,7 10 8 W m- 2K-4
Prawo Stefana Boltzmana
R* T
Wzór Plancka
2 c2 h
r*( ,T )
5 c/ k T
eh 1
En nhc /
5 4
2 k
* 4
R I ( ,T )d T
En n h v
15 c2h3
0
Kosmiczne promieniowanie tła. Jednym z dowodów na to, że WszechSwiat powstał około
15 mld lat temu w procesie tak zwanego Wielkiego Wybuchu i cały czas się rozszerza, jest
promieniowanie dochodzące do nas ze wszystkich kierunków z jednakową
intensywnoScią i mające charakterystykę promieniowania ciała doskonale czarnego, w
chwili obecnej o temperaturze T 2,7 K.
83
[10 W/m ]
spektralna zdolnoSć emisyjna
Widma rentgenowskie
promieniowanie X
Ug
K A
U
Ciągłe widmo hamowania
50 kV
40 kV
hc const
min
eU U
30 kV
20 kV
stała równa 1,24 nm / kV
0,02 0,04 0,06 0,08
długoSć fali [nm]
natężenie promieniowania
Zjawisko fotoelektryczne
Schemat układu pomiarowego do badania efektu fotoelektrycznego
hv
>
I 2 1
1
A
V
Uh
0
U
h
U (v vgr )
h
Napięcie hamujące
e
3
2
1
4 6 8 10 12
14
częstotliwoSć Swiatła padającego, v [10 Hz]
Przewidywania modelu falowego:
- Dla odpowiednio dużego natężenia oSwietlenia katody fala elekromagnetyczna o
dowolnej długoSci powinna wywołać fotoefekt. WłasnoSć nieobserwowana
- Maksymalna energia kinetyczna elektronów powinna zależeć jedynie od natężenia
oSwietlenia, a nie od częstotliwoSci padającej fali. WłasnoSć nieobserwowana
hc
Równanie Einsteina
hv W Ek,max
hc
mev2
W hvgr
max
Ek,max
gr
2
h
napięcie hamowania, U [V]
Efekt Comptona
o
= 45
0
0
promienie X
pf h
=
h
p0f =
0
p0e= 0
pe
2 2 2 2
p0f pf pe c p0f mec c pf c me c pe
2
2 2 2 2 2
pe p0f pf2 2 p0f pf cos oraz c p0f mec2 c pf me c4 c pe
2
2 2 2 2
c p0f mec c pf me c4 c2 p0f c2 pf2 2c p0f pf cos
1 1 1 h
(1 cos ) (1 cos )
f 0f
pf p0f cme cme
Równanie Comptona
h
(1 cos )
me c
0
IntensywnoSć
Fale materii
L. de Broglie założył, że dualizm cząstkowo - falowy jest własnoScią
charakterystyczną nie tylko dla fali elektromagnetycznej, ale również dla cząstek o
masie spoczynkowej różnej od zera. Oznacza to, że cząstki takie jak np. elektrony
powinny również wykazywać własnoSci falowe. Fale te nazwał falami materii.
DługoSć fali materii
h
p m v
p
DoSwiadczenie
C.J.Davissona i L.G.Germera
Schemat doSwiadczenia
płaszczyzna atomowa niklu
o
d 0,9 A
A
C
AB BC 2d sin
B
Warunek wzmocnienia wiązki ugiętej
m 1, 2, 3,...
2d sin m
Eksperyment z dwiema szczelinami (doSwiadczenie Younga)
ekran (klisza
fotograficzna)
Detektory wyłączone
D1
xródło fotonów
S
lub cząstek
D2
detektory badają czy foton (cząstka)
przeszedł przez daną szczelinę
Detektory włączone
D1
S
D2
Wnioski z eksperymentu
Jeżeli cząstki są nieobserwowane, to ich rozkład na ekranie jest
zgodny z obrazem interferencyjnym fal o długoSci fali fotonu bądx
fali de Broglie a cząstki.
Jeżeli cząstki są obserwowane, to zawsze przechodzą przez jedną ze
szczelin, a na ekranie nie ma obrazu interferencyjnego.
Zasada nieoznaczonoSci Heisenberga
Pewnych wielkoSci fizycznych nie można zmierzyć równoczeSnie z dowolną
dokładnoScią. Iloczyn niepewnoSci pomiaru dwóch takich wielkoSci jest
niemniejszy od stałej Plancka dzielonej przez 2 .
Zasada nieoznaczonoSci dla pędu i położenia
px
x
p
rozkład iloSci padających cząstek
rozkład natężenia ugiętej fali materii
stała Plancka dzielona przez 2 ,
px x
h / 2 (stała Diraca)
Zasada nieoznaczonoSci dla energii i czasu
nieoznaczonoSć
E t
pomiaru energii
nieoznaczonoSć pomiaru czasu
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Teoria Kwantowej Grawitacji Burkhard a HeimaWykład 1 Wstęp Stara teoria kwantówWykład 1 Wstęp Stara teoria kwantówChemia kwantowa teoriaKwantowa teoria materiipawlikowski, fizyka, szczególna teoria względnościTeoria i metodologia nauki o informacjiteoria produkcjiCuberbiller Kreacjonizm a teoria inteligentnego projektu (2007)Teoria B 2ATeoria osobowości H J Eysenckasilnik pradu stalego teoria(1)Rachunek prawdopodobieństwa teoriawięcej podobnych podstron