наталье. Поступательное движение. Основные величины кинематики поступательного движения. Поступательное движение
 Скачать 2.32 Mb.
|
|
31.Тепловое излучение и его характеристики . Абсолютно черное тело. Закон Киргхова. График распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Законы Вина, Стефана- Больцмана. Квантовый характер излучения. Тепловое излучение и его характеристики Тепловым излучением называется испускание электромагнитныхволн нагретыми телами за счет их внутренней энергии.Тепловое излучение свойственно всем телам при температуре выше 0 К. Излучение в узком интервале длин волн от до +d называется монохроматическим, суммарное излучение во всем диапазоне длин волн (0 < < ) называется интегральным. Характеристики теплового излучения: R- полная испускательная способность тела – это энергия теплового излучения испускательного с ед-цы площади поверхностного тела за ед. времени.  R- энергия А- полная поглощенная способность – это величина показывающая какая часть энергии, падающего на тело, поглощается этим телом.  А и R зависит от: - природы вещества - температуры - от длины волны Абсолютно черное тело. Абсолютно чёрное тело — физическое тело, которое при любой температуре поглощает всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах[1]. АЧТ- тело,способное при любой t поглащать все падающее на него излучение Близки к ачт: сажа ,черный бархат. Моделью АЧТ явл. Замкнут.плоскость с небольшими отверстиями. Внутренняя поверхность полости зачернина. Первый закон Кирхгофа Формулировка №1: Сумма всех токов, втекающих в узел, равна сумме всех токов, вытекающих из узла. Формулировка №2:Алгебраическая сумма всех токов в узле равна нулю. Поясню первый закон Кирхгофа на примере рисунка 2.  Рисунок 2. Узел электрической цепи. Здесь ток I1- ток, втекающий в узел , а токи I2 и I3 — токи, вытекающие из узла. Тогда применяя формулировку №1, можно записать: I1 = I2 + I3 (1) Что бы подтвердить справедливость формулировки №2, перенесем токи I2 и I3 в левую часть выражения (1), тем самым получим: I1 - I2 - I3 = 0 (2) Второй закон Кирхгофа. Формулировка: Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в замкнутом контуре, равна алгебраической сумме падений напряжения на всех резистивных элементах в этом контуре. Например, рассмотрим цепь, представленную на рисунке 3, и запишем выражение согласно второму закону Кирхгофа, обходя контур по часовой стрелке, и выбрав направление токов через резисторы, как показано на рисунке.  Рисунок 3. Электрическая цепь, для пояснения второго закона Кирхгофа. E1- Е2 = -UR1 - UR2или E1 = Е2 - UR1 - UR2 (3) Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела.  Согласно закону Кирхгофа испускательная способность абсолютно черного тела  , где T – температура стенок полостиАнализ этих кривых позволяет сделать следующие выводы: 1) Спектр излучения абсолютно черного тела имеет сплошной характер, т.е. в спектре этого излучения представлен непрерывный ряд длин волн. 2) Существует отчетливо выраженный максимум излучательной способности и с повышением температуры этот максимум смещается в сторону более коротких длин волн. 3) Излучательная способность абсолютно черного тела уменьшается в сторону коротких длин волн более резко, чем в сторону более длинных волн. Зако́н смеще́ния Ви́на устанавливает зависимость длины волны, на которой поток излучения энергии чёрного теладостигает своего максимума, от температуры чёрного тела. Закон смещения Вина - длина волны обратно пропорциональна температуре черного тела. В 1896 году Вин на основе дополнительных предположений вывел второй закон. Второй закон Вина : где Uv — плотность энергии излучения v— частота излучения T — температура излучающего тела C1,C2 — константы.  Из графика видно, что с увеличением длины волны спектральная плотность энергетической светимости (е) возрастает, достигая отчетливо выраженного максимума, а потом уменьшается. С повышением температуры максимум излучения смещается в сторону более коротких волн.  Квантовый характер излучения. (7) Здесь ‑ постоянная Планка, определяемая опытным путем ‑  ,  .Следовательно, энергия электромагнитной волны должна быть кратна энергии кванта:  32. Фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Энергия, масса, импульс фотона. Давление света. Эффект Комптона. Фотоэффект - это освобождение электронов от связей с атомами и молекулами вещества под действием Света. Различают: внешний и внутренний фотоэффект. При внешнем фотоэффекте электроны выходит за пределы освещаемого вещества. При внутреннем фотоэффекте электроны освобождаясь от связей с атомами остаются внутри вещества в качестве свободных электронов. Схема внешнего фотоэффекта.  Законы внешнего фотоэффекта: 1. Сила фототока насыщения прямо пропорциональна интенсивности света. 2. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности света, а определяется от частоты Света. 3. Для каждого вещества существует Красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота Света ниже которого фотоэффект невозможен. Vo-Красная граница фотоэффекта. Vo зависит от хим. природы вещества и составляет его поверхности. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Энергия фотона расходуется на работу выхода электрона из металла и приобретается им кинетическая энергия движения.  , где Авых – работа выхода электрона из металла – минимальное значение энергии, необходимое для выбивания электрона из металла;mv2max/2 – максимальная кинетическая энергия электрона после выхода из металла; m – масса электрона. Фотон- элементная частица которая всегда в любой среде распределяется со скоростью света в вакууме и имеет массу покоя равную нулю. Энергия фотона:  Масса фотона:  Импульс фотона:  Давление света. Рассмотрим монохром.свет, падающий перпендикулярно на единичную площадку за единицу времени.  , где f- сила действия 1го фатона; N- кол-во  Закон изменения импульса   О  пыт Лебедева 1-стеклянный сосуд, 2- нить, 3,4-легкие пластинки,3-зеркал.4-зачернен. Под действием пластинки смещается по углу закручивания нити определяется световое давление. Эффект Комптона - упругое рассеяние коротковолнового электромагнитного излучения (рентгеновского и гамма излучения) на свободных или слабо связанных электронах вещества (парафин, Бор) который сопровождается увеличением длины электромагнитной волны.  , где изменение длины волны; длина волны; начальное значение длины волны; угол рассеяния; комптоновская длина волны. При столкновении Фотон передает часть энергии электрону Выполняется закон сохранения энергии и импульса  |