Реферат тақырыбы: Абсолюттік қара дене фек-302 Мусабаева Еңлік 2022
жүктеу/скачать 278,16 Kb.
|
АБСОЛЮТ ДЕНЕ
- Бұл бет үшін навигация:
- Практикалық бөлім
| 6. Рэлей-Джинсы Формуласы
Өте төмен жиілік диапазонында, Рэлей–джинсы аймағы деп аталатын энергия тығыздығы t температурасына және жиілік квадратына пропорционал ω: Суретте.2.1.1 бұл аймақ RD деп белгіленген. Рэлей-джинсы формуласын таза түрде өсіруге болады классикалық жолмен, кванттық көріністерді тартпай. Қара дененің температурасы неғұрлым жоғары болса, бұл формула қолданылатын жиілік диапазоны соғұрлым кең болады. Бұл классикалық теорияда түсіндіріледі, бірақ оны жоғары жиіліктерге дейін кеңейту мүмкін емес (суреттегі нүктелі сызық.2.1.1), өйткені бұл жағдайда спектр бойынша жинақталған энергия тығыздығы шексіз үлкен: Рэлей-джинсы Заңының бұл ерекшелігі "ультракүлгін апат"деп аталады. Рэлей-Джинс формуласынан дене температурасы жоғары жиіліктерге таралмайтынын көруге болады. Оң жағы монотонды емес өзгеретіні анық. Егер жиілік тым үлкен болмаса, онда ω3 көбейткіші басым болады және uω функциясы артады. Жиілік жоғарылаған сайын uω өсуі баяулайды, ол максимумнан өтеді, содан кейін экспоненциалды мультипликатор арқылы азаяды. Сәулелену спектрінде максимумның болуы кінәлі диапазонды Рэлей-джинсы аймағынан ажыратады. Дене температурасы неғұрлым жоғары болса, шарап формуласы орындалатын шекаралық жиілік соғұрлым жоғары болады. Оң жақ бөліктің экспонентіндегі а параметрінің шамасы температура мен жиілік өлшенетін бірліктерді таңдауға байланысты. Сонымен, шарап формуласы жарықтың табиғаты туралы кванттық түсініктерді тартуды талап етеді. Осылайша мен алдыма қойылған сұрақтарды қарастырдым. Физиканың XIX ғасырдағы қолданыстағы заңдары Үстірт болғанын, олар физикалық денелердің барлық сипаттамаларын ( толқын ұзындығы, температура, жиілік және т.б.) біріктірмегенін байқау қиын емес. жоғарыда аталған барлық заңдар бірін-бірі толықтырды, бірақ бұл мәселені толық түсіну үшін жарықтың табиғаты туралы кванттық идеяларды тарту қажет болды. Практикалық бөлім Мен бірнеше рет айтқанымдай, бүгінгі күні мүлдем қара дене құбылысы іс жүзінде жоқ, егер бірдеңе болса, біз оны жасай алмаймыз және көре алмаймыз. Алайда, біз жоғарыда келтірілген теориялық есептеулерді көрсететін бірқатар тәжірибелер жасай аламыз. Ақ қарадан қара болуы мүмкін бе? Өте қарапайым бақылаудан бастайық. Егер сіз оның жанына АҚ және қара қағаз парақтарын қойып, бөлмеде қараңғылық жасасаңыз. Сонда сіз ешқандай парақты көре алмайтыныңыз анық, яғни екеуі де бірдей қара болады. Ешқандай жағдайда ақ қағаз қара қағаздан қара болуы мүмкін емес сияқты. Дегенмен, олай емес. Кез-келген температурада кез-келген жиіліктегі сәулеленуді толығымен сіңіретін дене мүлдем қара деп аталады. Бұл идеализация екені түсінікті: табиғатта мүлдем қара денелер жоқ. Біз әдетте қара деп атайтын денелер (күйе, күйе, қара барқыт және қағаз және т.б.) шын мәнінде сұр, яғни олар түсетін жарықты ішінара сіңіреді және ішінара таратады. Кішкентай саңылауы бар сфералық қуыс абсолютті қара дененің өте жақсы моделі бола алады екен. Егер тесіктің диаметрі қуыс диаметрінің 1/10 бөлігінен аспаса, онда (тиісті есептеу көрсеткендей) тесікке енген жарық сәулесі қуыс қабырғасының әртүрлі нүктелерінен бірнеше рет шашырағаннан немесе шағылысқаннан кейін ғана одан шыға алады. Бірақ сәуленің қабырғамен әрбір "жанасуы" кезінде жарық энергиясы ішінара жұтылады, осылайша саңылаудан шығатын сәулеленудің үлесі шамалы болады. Сондықтан қуыстың ашылуы кез-келген толқын ұзындығындағы жар ықты, сондай-ақ мүлдем қара денені толығымен сіңіреді деп сенуге болады. Тәжірибеге арналған құрылғының өзін, мысалы, осылай жасауға болады. Картоннан шамамен 100х100х100 мм қорапты ашылатын қақпақпен желімдеу керек. Ішінен қорапты ақ қағазбен жабыстыру керек, ал сыртынан - қара сиямен, гуашьпен немесе жақсырақ, Фото пакеттерден қағазбен бояу керек. Қақпақта диаметрі 10 мм-ден аспайтын тесік жасау керек. Тәжірибені көрсете отырып, қораптың қақпағын үстел шамымен жарықтандыру керек, содан кейін тесік қара қақпаққа қарағанда қара болып көрінеді. Құбылысты байқау үшін сіз одан да оңай (бірақ қызықты емес) жасай аласыз. Сізге АҚ фарфор шыныаяқты алып, оны кішкене тесігі бар Қағаз қара қақпақпен жабу керек - әсер бірдей болады. Ашық, шуақты күнде көшеден терезелерге қарасаңыз, олар бізге қараңғы болып көрінетінін ескеріңіз. Айтпақшы, Принстон университетінің профессоры Эрик Роджерс, бізде тек "ізденімпаздарға арналған физика" ғана емес, қара дененің өзіндік "сипаттамасын" берді: "ит питомнигіндегі қара бояу ит үшін ашық есіктен гөрі қара болып көрінбейді". Екі бірдей бос банка жапсырмаларын алып тастап, темекі шегеді немесе бір құмыраны қара бояумен бояйды, екіншісін жеңіл етіп қалдырады, екі банкаға ыстық су құйып, қайсысында су тезірек салқындайтынын көреді (тәжірибені қараңғыда да жасауға болады); сіз жылу сәулелену құбылысын байқайсыз. Сондай-ақ, жылу сәулелену құбылысын қыздыру спиралынан және жақсы жылтыратылған ойыс металл бетінен тұратын жабық электр жылытқышының жұмысына қарап байқауға болады. Бір қызығы, бұл: жарық пен жылу сәулелерінің арасындағы байланыс ежелгі заманнан бері белгілі. Сонымен қатар, "фокус" сөзі латын тілінен аударғанда "от", "ошақ" дегенді білдіреді, бұл ойыс айналар мен линзаларға қолданғанда жарық сәулелерінің емес, жылу концентрациясына басымдық береді. XVI-XVIII ғасырлардағы көптеген эксперименттердің ішінде ЭДМ Мариоттың тәжірибесі ерекше көзге түседі, онда мылтық жасалған ойыс айнамен шағылысқан жылу сәулелерімен алмастырылды ... мұз. Уран планетасының ашылуымен әйгілі Уильям Гершель күннің спектрінде көрінбейтін - инфрақызыл сәулелерді тапқаны соншалық, ол жиырма жыл бойы үнсіз қалды. Бірақ Марстың өмір сүретініне және қоныстанғанына ол күмәнданбады... спектрлік талдау күн атмосферасында көптеген химиялық элементтердің, соның ішінде алтынның бар екенін анықтағаннан кейін, бір банкир Кирхгофқа: "ал, сіздің күн алтыныңыздың мәні неде? Өйткені, оны бәрібір жерге жеткізу мүмкін емес!"Бірнеше жыл өтті, ал Кирхгоф өзінің керемет зерттеулері үшін Англиядан алтын медаль мен қолма-қол ақша сыйлығын алды. Бұл ақшаны банкирге көрсеткеннен кейін ол: "қараңызшы, Мен күн сәулесінен біраз алтын ала алдым",-деді. күн спектрінде қараңғы сызықтар ашқан және планеталар мен жұлдыздардың спектрлерін зерттеген Фраунгофердің қабірінде танымал отандастар "жұлдыздарды жақындатты"деген жазуы бар ескерткіш тұрғызды. Мен келтірген практикалық мысалдар теориялық бөліктің орналасуын растайды. жүктеу/скачать 278,16 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|