Лекция 13. Фотометрия. Сәулеленудің кванттық табиғаты
Фотометрия – жарық интенсивтілігін өлшеумен айналысатын оптиканың бір саласы.В Фотометрия энергия мен жарық шамаларын пайдаланады.
I. Энергия мөлшері:
1. Радиация ағыны [Вm], где W – радиациялық энергия
2. Энергетикалық жарқырау (жарқырау)
3. Радиацияның күші [ ср] – стерадиан
ω – сәуленің таралатын қатты бұрышы
4. Энергетикалық жарықтық (жарқырау)
5. Энергетикалық жарықтандыру (сәулелену)
II. Жарық мәндері:
Жарық күші [J] - [кд] – кандела
Жарық ағыны [Ф] - [лм] – люмен – тудыратын жарық сезіміне сәйкес оптикалық сәулеленудің күші
Жарықтық
Яркость
Жарықтандыру - люкс
Жарықтың кванттық қасиеттері келесі құбылыстарда көрінеді: жылулық сәулелену, фотоэлектрлік эффект және Комптон эффектісі.
Жылулық сәулелену – термодинамикалық тепе-теңдікте қыздырылған денелердің сәулеленуі. Бұл ортаның молекулалары мен атомдарының ретсіз жылулық қозғалысының салдары болғандықтан, дене температурасына байланысты.
Жылулық сәулеленудің сандық сипаттамасы:
1. Дененің энергетикалық жарқырауының (сәулеленуінің) спектрлік тығыздығы деп бірлік еннің жиілік интервалында беттің бірлігіне шаққандағы сәулелену қуатын айтады.
2. Интегралдық энергия жарқырауы (интегралды сәулелену)
3.Спектрлік жұту - денелердің оларға түсетін сәулелерді сіңіру қабілеті - өлшемсіз шама
Абсолютті қара дене дегеніміз - кез келген температурада оған түсетін кез келген жиіліктің барлық сәулелерін толығымен жұтуға қабілетті дене. Αn,T = 1 – толығымен қара дене үшін.
Сұр дене ұғымы да қолданылады
Αn,T = ΑT = const < 1 – температураға ғана байланысты
Жылулық сәулеленудің заңдылықтары:
1. - Кирхгоф заңы
показывает количественную связь между спектральной плотностью энергетической светимости и спектральной поглощательной способностью тел. Их отношение не зависит от природы тела, а является универсальной функцией частоты и температуры.
2. Стефан-Больцман заңы
Re = δT4
Қара дененің энергетикалық жарқырауы оның термодинамикалық температурасының төртінші дәрежесіне пропорционал
- Стефан-Больцман тұрақтысы
3. Виеннің орын ауыстыру заңы
Қара дененің максималды сәулеленуіне сәйкес келетін толқын ұзындығы оның температурасына кері пропорционал
b = 2,9×10-3 м×К – Вина тұрақтысы
Вина заңы ығысу заңы деп аталады, өйткені ол температура көтерілген сайын қара дененің сәулеленуінің максималды энергиясы қысқа толқын ұзындығына қарай ығысады.
Қара дененің спектрлік сәуле шығару қабілеті
- Планктың абсолютті қара дене формуласы
Мұндағы k – Больцман тұрақтысы, e – ln натурал логарифмінің негізі.
Стефан – Больцман және Виен заңдары қара дененің сәулеленуінің ерекше заңдары болып табылады: олар әртүрлі температурада толқын ұзындығы бойынша энергияның таралуының жалпы көрінісін бермейд
Фотоэффект – заттың электромагниттік сәулелену әсерінен электрондар шығаруы.
- Фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуі
Достарыңызбен бөлісу: |