Кванттық оптика негіздері

Жылулық сәуле шығару. Денені қатты қыздырған кезде дене жарқырайды. Деннің жарқырауы оның қызғанын көрсетеді, бұл құбылысты жылулық сәуле шығару деп атайды. Жылулық сәуле шығару табиғатта ең көп тараған құбылыс, ол кез-келген дененің атомдары мен молекулаларының жылулық қозғалысы кезінде өзінен энергия бөлуі, бұл температурасы нөлден жоғары кез-келген дене үшін орындалады. Жылулық сәуле шығару – жылулық энергия әсерінен денелердің электромагниттік сәуле шығаруы. Жылулық сәуле шығару кезінде тұтас спектр пайда болады, спектрдің максимумы температураға байланысты. Температура жоғары болғанда, қысқа электромагниттік толқындар сәуле шығарады (ультрафиолетовые), температура төмен болғанда ұзын электромагниттік толқындар сәуле шығарады (инфракрасные).
        
        Кванттық оптика негіздері
Жылулық сәуле шығару. Денені қатты қыздырған ... дене ... ... оның қызғанын көрсетеді, бұл құбылысты жылулық сәуле
шығару деп ... ... ... ... ... ең көп ... құбылыс,
ол кез-келген дененің атомдары мен молекулаларының ... ... ... энергия бөлуі, бұл температурасы нөлден жоғары кез-келген
дене үшін орындалады. Жылулық сәуле ...... ... ... электромагниттік сәуле шығаруы. Жылулық сәуле шығару кезінде
тұтас спектр пайда болады, ... ... ... байланысты.
Температура жоғары болғанда, қысқа ... ... ... ... ... ... болғанда ұзын
электромагниттік толқындар сәуле шығарады (инфракрасные).
Жоғарыда ... ... ... сәуле шығару құбылысы – заттың
құрамындағы зарядты бөлшектердің ... ... ... ... Жылулық сәуле шығару құбылысының сәуле шығару процесінің ... ... ... – зат пен оның ... ... арасындағы
энергия үлесі осы процестің өне бойында өзгермейтін тұрақты шама күйінде
қалады. Сондықтан да ... ... жылу ... бір түрі ... ... сәуле шығару тепе-теңдік сипатта өтетін процесс. Бұл
құбылыс ден
енің ... ... ... және ... ... ... шамалармен сипатталады. Дененің сәуле шығаруының қабілеті
-мен белгіленеді.
(1.1)
яғни дененің сәуле шығарғыштың қабілеті деп, ... ... ... ... ... ... ... мөлшерін айтармыз, ол - өлшенеді.
Сәуле шығарғышты толқын ұзындығының функциясы да бола алады:
Себебі, ; ... “-” бір ... ... ... ... ... мысалы:
өскен сайын кемиді, немесе керісінше. ... біз әрі ... ... ... ... ... көмегімен -дан -ға көше аламыз, немесе
керісінше.
Бұл тек жиіліктің , ... яғни ... ... ... ... үшін ... оны барлық жиілік үшін интегралдаймыз:
(1.3)
Түскен жарықты дененің жұту қабілетін сипаттайтын шаманы дененің ... ... деп ... Оны әрпімен белгілейміз. Дененің
сәуле жұтқыштың қабілеті деп дененің ... ... оған ... ... айтамыз:
, ... ... - ... ... ... Т-термодинамикалық
температураға және әр түрлі жиілікке байланысты. Жиілік өте ... ... дене ... ... ... ... жұтты және кез-келген
ұзындықтағы ... ... ... ... ... ... абсолют қара дене деп
атайды. Абсолют қара дене үшін
Шындығында толқын ұзындығына қарап талғамай сәуле ... ... ... ... кездеспейді. Абсолютті қара денеге біршама жақын келетін
нақты дене – қара күйе (сана), черный ... - ... ... ... ... ... 99 % өз бойына сіңіріп алғанмен, инфрақызыл сәулені
нашар сіңіреді.
Абсолют қара дене модулі ретінде сыртқы беті ... ... ... ал
ішкі қабырғасы өзіне түскен сәуленің басым көпшілігін ... ... бар қуыс дене ... ... ... қуыс денеге енген сәуле оның
ішкі бетінен сан рет шағылып, түгел дерлік дене ... ... ... ... ... ... шыққан сәуле энергиясының тым аз болатындығы сонша, оны
іс ... ... ... ... ... қара дене ... ... қатар сұр дене ұғымы
қолданылады. Жарық жұтуы барлық жиілік үшін ... тек ... ... ... ... ... ... тұйық жүйелердегі денелердің сәуле шығару және жұту
қабілеттерін зерттей келіп неміс физигі ... 1859 жылы ... ... денелердің сәуле шығарғыштың қабілетінің сәуле жұтқыштың қабілетіне
қатынасы ... ... ... сол температурадағы және
жиіліктегі барлық денелердің универсалды функциясы деп аталады:
(1.5)
Абсолют қара дене үшін , онда ; ... ... ... ... ... қара
дененің сәуле шығарғыштың қабілеті деп те алуға болады. Яғни Кирхгофф заңын
былай айтуға болады: дененің температурасы бірдей ... ... ... ... ... ... ... дененің табиғатына
байлданыссыз және сол температурадағы абсолют қара дененің сәуле шығарудағы
қабілетіне тең:
мұндағы , - абсолют ... ... ... ... және сәуле
жұтқыштың қабілеті.
Бұл заң тек белгілі жиілікте немесе белгілі толқын ұзындығында.
- абсолют дене үшін.
абсолют қара ... ... ... ... ... Т-ға байланысты.
Абсолют қара дененің спектріндегі энергияның жіктелуі нәтижесінде екі заң
ашылды:
Стефан – Больцман заңы:
Абсолют қара ... ... ... спектр бойынша) сәуле шығару қабілеті
оның абсолют температурасының ... ... тура ... ... - ... ... заңы ... байланысты екенін таба отырып,
абсолют қара дененің сәуле шығару қабілетінінң ... ... ... байланысты қисығында әр түрлі температурадағы
энергияның таралуы абсолют қара ... ... ... ... ... max бар, және ... ... сайын ол max қысқа толқынға қарай
ығысады.
Неміс физигі Вин термо және электродинамика заңдарына сүйене ... ... ... қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетінінң ең жоғарғы мәніне
(max мәніне) сәйкес ... ... ... оның абсолют
температурасына кері ... ... - Вин ... Бұл ... ... қара дененің
температурасы төмендеген сайын оның сәулелік энергиясының ең жоғарғы мәні
ұзын толқындар аймағына ауысатыны байқалады.
Сондықтан бұл заң ... ... ... заңы деп те аталады. Вин заңы да,
Стефан-Больцман заңы да жылулық ... ... ... үлкен роль
атқарғанымен, әр түрлі температурада энергияның таралуының жиілікпен жалпы
картинасын бермейді. Кирхгофтың универсалды функциясының
(1.8)
бұл формула Рэлей-Джинс ... деп ... ... -Больцман
тұрақтысы, жарық жылдамдығы. Рэлей-Джинс заңы тек қана кіші жиілікте
немесе үлкен температурада эксперимент қорытындысымен сәйкес ... де, ... ... бұл заң ... қорытындысымен сәйкес келмейді.
Графикте көргендей. Сонымен қатар Стефан-Больцман заңын алу үшін ... заңы ... ... қара ... ... бұл ... Стефан-Больцман заңы бойынша яғни дәрежесіне
пропорционал. Бұл қорытындылар ультракүлгіндік апат деген атаққа ие болды.
Ультракүлгін сәулелер үшін ... ... ... ... ... болмайды.
Сонымен классикалық физика абсолют қара ... ... ... ... ... ... ... шығудың жолын 1900 жылы неміс ғалымы Планк тапты. Ол
жарық дискретті, бөлек-бөлек порциялармен шығарылады және ... ... ... ... ... ... ұсынды. Классикалық физикада кез-
келген системаның энергиясы үзліссіз өзгереді, ... ... ... өте жақын мәндер қабылдайды деді. Ал Планктың кванттық гипотезасында
атомдық осцилятор энергияны үзіліссіз емес, ... ...... деді.
Квант энергиясы тербеліс жиілігіне пропорционалды:
, ... - ... ... ... ... ... ала ... Планк абсолют
қара дененің сәулелену қабілетін сипаттайтын ... ... ... функциясы үшін Планк формуласы, абсолют қара дененің
сәуленің спектріндегі энергияның таралуы 0-ден ... ... ... ... ... қорытындысымен сәйкес келеді әрі ... ... ... ... ... 1900 жылы ... немістердің физикалық қоғамының ... ... ... ... ... Міне осы ... бастап кванттық физиканың
ашылу күні деп аталады.
-----------------------
төседі
, ... ...

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 4 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Кванттық өлшемді құрылымдардағы жарық шағылуының спектрін модельдеу58 бет
Сәулеленудің кванттық табиғаты10 бет
Фотометриялық шамалар. Жарықтың жұтылуы. Бугер заңы8 бет
"Физика" пәнінен тест сұрақтар6 бет
«Сандық талшықты оптикалық беру жүйелері» пәні бойынша тест сұрақтар17 бет
Байланыстың оптикалық жүйесінің өзгешеліктері12 бет
Геометриялық оптика12 бет
Заттың электромагниттік қасиетін кванттық механика Бор теориясы, Томсон моделі16 бет
Кванттық жіпшелі кеуекті кремнийдың фракталдық қасиеттері41 бет
Кванттық күй, асқын өткізгіштік, асқын аққыштық, фонодар, кристалдық торлар7 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь