Кристалдардың жылусыйымдылығының классикалық теориясы


Пән: Физика
Жұмыс түрі:  Материал
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:   

Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі

Семей қаласы Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Физика-математика факультеті

Физика мамандығы

СРС №1

Тақырыбы: Кристалдардың жылусыйымдылығының классикалық теориясы.

Орындаған: Елемесова Н. А.

Тексерген: Рахимбердина А. Т.

Тобы: Т-423

Семей 2015 жыл

Жылулық сәуле шығару

Денелердің электромагниттік толқын шығаруы, яғни сәуле шығаруы әр-түрлі энергиялардың есебінен болады. Сәуле шығарулардың ішінде ең жиі кездесетіні жылулық сәуле шығару болып табылады.

Дененің ішкі энергиясының есебінен туындайтын электромагниттік сәулелерді жылулық сәуле шығару деп атайды.

Жылулық сәуле шығару кез-келген температурада жүреді. Төменгі температураларда дене тек ұзын толқын ұзындықтағы сәулелер (инфрақызыл сәулелер) шығарады.

Жылулық сәуле шығару сәуле шығаратын денемен термодинамикалық тепе-теңдікте болатын бірден-бір сәуле шығару болып табылады.

Дененің бірлік бетінен бірлік уақыт ішінде барлық бағытта шығарылатын сәулелік энергия мөлшері энергетикалық жарқырауы деп аталады. Өлшем бірлігі http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image002.gif .

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image004.gif .

Егер дененің энергетикалық жарқырауы спектрдің бір алқабына http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image006.gif алынса, оны дененің спектрлік сәуле шығарғыштық қабілеті http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image008.gif деп атайды.

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image010.gif .

Дененің спектрлік сәуле шығарғыштық қабілеті белгілі болған жағдайда энергетикалық жарқырауы келесі түрде анықталады:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image012.gif .

Дененің энергетикалық жарқырауы толқын ұзындығы мен температураға тәуелді болады. Өзіне түскен сәулелерді толқын ұзындығына байланыссыз толығымен жұтатын денені абсолют қара дене деп атайды. Абсолют қара дененің жұту коэффициенті бірге тең: http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image014.gif .

Жұту коэффициенті бірден кіші дене абсолют қара емес дене немесе қоңыр дене деп аталады: http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image016.gif .

Абсолют қара дененің спектрлік сәуле шығарғыштық қабілеті http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image008.gif толқын ұзындығы мен температураға тәуелді болады:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image018.gif .

Неміс ғалымы Кирхгоф дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image008.gif сәуле жұтқыштық қабілетіне http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image020.gif қатынасы дененің табиғатына тәуелсіз, барлық денелер үшін бірдей, сәуленің толқын ұзындығы мен температураға тәуелді универсал функция болады деген қорытынды жасады, яғни:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image022.gif ,

мұндағы: http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image024.gif - температурасы дене температурасымен бірдей абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілеті.

Бұл заң Кирхгоф заңы деп аталады.

Стефан-Больцман заңы

Абсолют қара дененің энергетикалық жарқырауы термодинамикалық температураның төртінші дәрежесіне тура пропорционал:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image026.gif

мұндағы: http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image028.gif - Стефан - Больцман тұрақтысы, http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image030.gif

Вин заңы

Абсолют қара дененің http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image008.gif спектрлік сәуле шығарғыштық қабілетінің ең үлкен мәніне сәйкес келетін толқын ұзындығы оның термодинамикалық температурасына кері пропорционал:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image032.gif

мұндағы: http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image034.gif -Вин тұрақтысы, http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image036.gif .

Суретте абсолют қара дененің http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image008.gif спектрлік сәуле шығарғыштық қабілетінің толқын ұзындығына тәуелділік графигі берілген.

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image038.gif

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image040.gif

Абсолют қара дененің спектрлік сәуле шығарғыштық қабілетінің толқын ұзындығы мен температурадан тәуелділігі үшін алынған Рэлей-Джинс формуласы эксперименттік нәтижелерімен өте аз жиілікте ғана сәйкес келеді.

Рэлей - Джинс формуласы келесі түрде жазылады:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image042.gif .

Экспериментпен сәйкес келетін функцияны алу үшін неміс физигі Планк бұрынғы классикалық физика заңдарынан өзгеше, жаңа болжам ұсынды. Мұнда ол жарық үздік-үздік энергия порциялары-жарық кванттары (фотондар) түрінде шығарылады, жарық квантының энергиясы тербеліс жиілігіне тура пропорционал екенін ұсынды. Жарық квантының энергиясы

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image044.gif немесе http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image046.gif ,

мұндағы: http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image048.gif немесе http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image050.gif - Планк тұрақтысы.

Планктың қорытынды формуласы:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image052.gif

Сыртқы фотоэлектрлік эффект

Жарықтың әсерінен сұйықтардан және қатты денелерден электрондардың бөлініп шығу құбылысын сыртқы фотоэлектрлік эффект (фотоэффект) деп атайды.

Тәжірибе жүзінде сыртқы фотоэффектінің келесі заңдары ашылды:

1. Фотоэлектрондардың ең үлкен бастапқы жылдамдығы түскен жарықтың тербеліс жиілігімен анықталады, жарықтың интенсивтілігіне тәуелді болмайды.

2. Барлық заттар үшін фотоэффектінің қызыл шекарасы болады. Сыртқы фотоэффект байқалатын ең үлкен толқын ұзындығын (ең кіші тербеліс жиілігін) фотоэффектінің қызыл шекарасы деп атайды.

3. Катодтан бірлік уақытта ұшып шығатын фотоэлектрондардың саны жарықтың интенсивтілігіне тура пропорционал.

Энергияның сақталу заңын қолдана отырып Эйнштейн фотоэффект заңын алды.

Фотоэффект құбылысы кезінде фотонның энергиясының бір бөлігі шығу жұмысына жұмсалады, ал қалған бөлігі денеден бөлініп шыққан электронның кинетикалық энергиясын арттыруға жұмсалады.

Сыртқы фотоэфект үшін Энштейннің формуласы:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image054.gif

Жарық бөлшегін - фотон деп атайды. Фотон энергиясы оның тербеліс жиілігімен анықталады.

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image056.gif немесе http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image058.gif

Фотон импульсі:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image060.gif

Фотон массасы келесі формуламен анықталады:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image062.gif

Тыныштық күйдегі фотон массасы нольге тең.

. Жарық қысымы

Жарық сәулесі денелерге түскенде оларға қысым түсіреді.

Жарықтың түсіретін қысымы келесі формуламен анықталады:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image064.gif

мұндағы: http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image066.gif -шағылу коэффициенті, http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image068.gif -жарық түскен беттің ауданы, http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image070.gif -жарық интенсивтілігі.

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image072.gif .

1) Абсолют қара дене үшін http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image074.gif

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image076.gif

2) Абсолют шағылдырушы дене үшін http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image078.gif

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image080.gif .

Комптон эффектісі

Американ ғалымы Комптон жарықтың жеңіл заттардан шағылғанда, шағылған жарықтың толқын ұзындығы артатынын байқады. Комптон бұл құбылысты түсіндіру үшін импульс пен энергияның сақталу заңын пайдаланды.

Комптон эффектісін сипаттайтын формула:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image082.gif немесе http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image084.gif .

Электрон үшін Комптонның толқын ұзындығы:

http://sanatez.net/fiz_electronka/htm/4_4.files/image086.gif

Эйнштейн жылусиымдылық теориясы

Эйнштейн 1907 жылы қатты денелердің жылдамдылығының сиымдылығының температураға тәуелді өзгеруін зерттеу үшін Планк М. (1900) гипотезолын негізге алды.

E= hν = h c λ h\frac{c}{\lambda}

h = 6. 62* 10 34 10^{- 34} Дж*с

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Эйнштейн және Дебай бойынша кристалдардың жылу сыйымдылығының кванттық теориясы
Қатты денелердің жылу сыйымдылығы
Қатты дене жылусыйымдылығының кванттық теориясы. Сұйық гелийдің қасиеттері. Асқынаққыштық. Ашық жүйелер физикасы
Негізгі термодинамикалық жүйелер
Кристалл торы
Кристалдарды классификациялау
Қатты денелер жайлы
Қатты денелер физикасы
Теллур қышқылының ангидриді
Атомдарды жақындатқанда электрон күйлерінің өзгеруі
Пәндер



Реферат Курстық жұмыс Диплом Материал Диссертация Практика Презентация Сабақ жоспары Мақал-мәтелдер 1‑10 бет 11‑20 бет 21‑30 бет 31‑60 бет 61+ бет Негізгі Бет саны Қосымша Іздеу Ештеңе табылмады :( Соңғы қаралған жұмыстар Қаралған жұмыстар табылмады Тапсырыс Антиплагиат Қаралған жұмыстар kz