Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram

Топлинна радиация, способности за олово и абсорбция Абсолютно черно тяло.




Топлинното лъчение или радиацията - прехвърлянето на енергия от едно тяло на друго под формата на електромагнитни вълни поради тяхната топлинна енергия. Термичното излъчване се среща главно в инфрачервената част на спектъра, т.е. при дължини на вълните от 0.74 μm до 1000 μm. Отличителна черта на лъчистото пренасяне на топлина е, че тя може да се осъществява между тела, които са не само във всяка среда, но и във вакуум.

Пример за топлинно излъчване е нажежаемата светлина.

1) Силата на топлинното излъчване на обект, който отговаря на критериите за абсолютно черно тяло, се описва със закона на Стефан - Болцман: Законът на Стефан - Болцман е законът на излъчване на абсолютно черно тяло. Определя зависимостта на силата на излъчване на абсолютно черно тяло от неговата температура. Текстът на закона:

Мощността на излъчване на абсолютно черно тяло е право пропорционална на повърхността и четвъртата степен на телесната температура: където - степен на чернота (за всички вещества за напълно черно тяло ). С помощта на закона на Планк за радиация, константата може да се определи като където - Константата на Планк - постоянна Болцман, - скоростта на светлината. Числена стойност J · s −1 · m −2 · K −4 . 2) Съотношението на емисионния и абсорбционния капацитет на телата е описано от закона за радиационното излъчване на Кирххоф: Законът за радиация на Кирхоф е физичен закон, установен от германския физик Кирххоф през 1859 година. В съвременната формулировка законът е следният: Съотношението на излъчващата способност на всяко тяло към неговия абсорбционен капацитет е еднакво за всички тела при дадена температура за дадена честота и не зависи от тяхната форма и химична природа. Известно е, че когато електромагнитното излъчване пада върху определено тяло, част от него се отразява, част се абсорбира и част може да се пропусне. Пропорцията на абсорбираната радиация при дадена честота се нарича абсорбционен капацитет на тялото. , От друга страна, всяко нагрято тяло излъчва енергия според някой закон. посочена като излъчваща способност на тялото . стойност и може да варира значително от едно тяло в друго, но според радиационния закон на Кирххоф съотношението на емисионната и абсорбционната способност не зависи от естеството на тялото и е универсална функция на честотата (дължината на вълната) и температурата: По дефиниция, абсолютно черно тяло поглъща цялата падаща върху него радиация, т.е. , Основните свойства на топлинното излъчване: · 1) Термичното излъчване се случва в целия честотен спектър от нула до безкрайност 2) Интензитетът на топлинното излъчване е неравномерен по честота и има изразен максимум при определена честота 3) С увеличаване на температурата, общата интензивност на топлинното излъчване се увеличава 4) С увеличаване на температурата радиационният максимум се измества към по-високи честоти (по-къси дължини на вълните) 5) Термичното излъчване е характерно за телата, независимо от тяхното състояние на агрегация. etsya равновесие характер на радиация. Това означава, че ако поставим тялото в термично изолиран съд, количеството на абсорбираната енергия винаги ще бъде равно на количеството излъчена енергия. Абсолютно черно тяло Абсолютно черното тяло е физическа абстракция (модел), което означава тяло, което напълно поглъща цялото електромагнитно излъчване, попадащо върху него. - За абсолютно черно тяло 17. Закони на топлинно излъчване на абсолютно черно тяло: Законът Стефан-Болцман и закон Вин-Голицин. Законът на Стефан - Болцман Основната статия: Законът на Стефан - Болцман Общата енергия на топлинното излъчване се определя от закона на Стефан - Болцман, който гласи: Мощността на излъчване на абсолютно черно тяло (неразделна мощност над целия спектър) на единица повърхност е пропорционална на четвъртата степен на телесна температура: където - мощност на единица площ на излъчващата повърхност, и. \ t W / (m² · K 4 ) е константата на Стефан - Болцман. Така, абсолютно черно тяло с = 100 К излъчва 5,67 вата на квадратен метър от неговата повърхност. При температура от 1000 K мощността на излъчване се увеличава до 56,7 киловата на квадратен метър. За не-черни тела можете да напишете приблизително: където - степен на чернота (за всички вещества за напълно черно тяло ). Първият закон за радиация Вина · където u ν е енергийната плътност на излъчване, ν е честотата на излъчване, T е температурата на излъчващото тяло, f е функция, която зависи само от честотата и температурата. Формата на тази функция не може да бъде установена само въз основа на термодинамични съображения. Вторият закон за радиацията на виното През 1896 г. Вин, въз основа на допълнителни предположения, извлича втория закон: където С1 , С2 са константи. Опитът показва, че втората формула на виното е валидна само в границите на високите честоти (къси дължини на вълните). Това е частен случай на първия закон за виното. По-късно Макс Планк показа, че вторият закон за виното следва от закона на Планк за високи енергии на квантите, а също така константите C 1 и C 2 . Имайки предвид това, вторият закон за виното може да бъде написан във формата: където h е константата на Планк, k е константата на Болцман, c е скоростта на светлината във вакуум. 18. Разпределението на енергията в емисионния спектър на абсолютно черно тяло, квантова хипотеза и формула на Планк. Закон на Планк Основна статия: Формула на Планк Зависимост на мощността на излъчване на черното тяло от дължината на вълната. Интензитетът на излъчване на абсолютно черно тяло, в зависимост от температурата и честотата, се определя от закона на Планк: където - мощност на излъчване на единица площ на излъчващата повърхност в единичния честотен диапазон в перпендикулярна посока на единичен твърд ъгъл (измерение в SI: J · s −1 · m −2 · Hz −1 · sr − 1 ). Еквивалентен на където - мощност на излъчване на единица площ на излъчващата повърхност в единичния интервал на дължината на вълната в перпендикулярна посока на единичен твърд ъгъл (измерение в SI: J · s −1 · m −2 · m −1 · sr − 1 ). Квантова хипотеза и формулата на Планк. Хипотезата на Планк: вещество не може да излъчва излъчена енергия, освен като крайни части (кванти), пропорционални на честотата на това излъчване. Формулата на Планк: 19. Външният фотоелектричен ефект и неговите закони Неуспехът на класическата теория. Фотоелектричният ефект е излъчването на електрони от материята под действието на светлината (и, общо взето, на всяко електромагнитно излъчване). При кондензираните вещества (твърди и течни) се излъчва външен и вътрешен фотоефект. Законите на фотоелектричния ефект: Формулирането на 1-ви закон на фотоелектричния ефект: Мощността на фототока е пропорционална на плътността на светлинния поток . Според втория закон на фотоелектричния ефект максималната кинетична енергия на електрони, изригнати от светлината, линейно нараства с честотата на светлината и не зависи от нейната интензивност . Третият закон на фотоелектричния ефект: за всяко вещество има червена граница на фотоелектричния ефект, т.е. минималната честота на светлината (или максималната дължина на вълната λ 0 ), при която все още е възможен фотоефект и ако след това фотоефектът вече не се случва . Теоретично обяснение на тези закони е дадено през 1905 г. от Айнщайн. Според него електромагнитното излъчване е поток от индивидуални кванти (фотони) с енергия h ν всяка, където h е конвата на Планк. С фотоелектричния ефект част от падащото електромагнитно излъчване от металната повърхност се отразява и част прониква в повърхностния слой на метала и се абсорбира там. След като абсорбира фотон, електронът получава енергия от него и, изпълнявайки работата от A, напуска метала: където Е кинетичната енергия, която един електрон има, когато напусне метала. 20. Фотони, уравнението на Айнщайн, обяснение на червената граница, мулти-фотонен фотоефект. Снимка (от древния гръцки ,ς, род. Pad. Τωτός, “светлина”) е елементарна частица, носител на електромагнитното взаимодействие, квантов от електромагнитното поле. Фотоните се обозначават с буквата γ, затова те често се наричат ​​гама-кванти (особено високо енергийни фотони); тези термини са практически синоними. Физични свойства на фотона Диаграмата на Фейнман, която изобразява обмен на виртуален фотон (обозначен с вълнообразна линия на фигурата) между позитрона и електрона. Фотонът е безмасова неутрална частица. Спинът на фотона е 1 (частицата е бозон), но поради нулевата маса на покой, спиралистиката е по-подходяща характеристика, проекцията на въртенето на частицата върху посоката на движение. Фотонът може да бъде само в две спинови състояния с спиралоспособност, равна на , Това свойство в класическата електродинамика съответства на напречната природа на електромагнитната вълна. [9] Счита се, че масата на остатъка на фотона е нула въз основа на описания по-горе експеримент и теоретични доказателства. Следователно скоростта на фотона е равна на скоростта на светлината. Поради тази причина (няма референтна система, в която фотонът е в покой) вътрешното равенство на частицата не е дефинирано. [9] Ако припишем на фотона присъствието на т.нар. "Релативистична маса" (терминът вече е остаряла) на базата на съотношението тогава ще бъде Фотонът е наистина неутрална частица (идентична с античастицата) [49] , следователно нейният заряд на паритета е отрицателен и е равен на -1. Фотонът принадлежи на габаритните бозони. Той участва в електромагнитното и гравитационното взаимодействие. Фотонът няма електрически заряд и не се разпада спонтанно във вакуум, той е стабилен. Фотонът може да има едно от двете поляризационни състояния и е описан с три пространствени параметъра - компонентите на вълновия вектор, който определя неговата дължина на вълната. и посоката на разпространение. Фотоните се излъчват в много естествени процеси, например, когато електрическият заряд се движи с ускорение, когато атом или ядро ​​премине от възбудено състояние в състояние с по-ниска енергия, или когато една електрон-позитронна двойка бъде унищожена. [50] При обратните процеси - възбуждането на атома, се абсорбира производството на електрон-позитронни двойки - фотони. [51] Ако енергията на фотона е , Устремът е свързано с енергията от съотношението където - скоростта на светлината (скоростта, с която фотонът се движи като безмасова частица във всеки момент). За сравнение, за частици с ненулева маса на покой, връзката между масата и инерцията с енергията се определя от формулата както е показано в специалната теория на относителността. [52] Във вакуум енергията и инерцията на фотона зависят само от неговата честота. (или еквивалентно на дължината на вълната ): , и следователно величината на импулса е: където - константата на Планк, равна на ; - вълнов вектор и. \ t - неговата стойност (вълново число); - ъгловата честота. Вълнов вектор показва посоката на фотона. Фотонът не зависи от честотата. МНОГОФОТОНЕН ФОТОЕФЕКТ е термин, който обединява серия от фотоелектрични явления, при които промяната в електропроводимостта, появата на електромоторна енергия или излъчването на електрони се дължи на абсорбцията на вещество (т.е. в свързано състояние) от два или повече фотона в едно елементарно събитие. Практически всички видове фотоелектричен ефект (вътрешен, клапан, външен) имат свой собствен "мултифотонов вариант", характеризиращ се с това, че електроните на веществото придобиват необходимата енергия в процеса на многофотонната абсорбция, докато при "обикновения" фотоефект се постига необходимото възбуждане на електрони. Това обстоятелство определя ch. Характеристики M. f.: 1) M. f. наблюдавани при достатъчно високи интензитети / падащи лъчения, постижими само с лазери; 2) степента на фотоотговор на вещество (фото-ЕДС, фото-библиотека) при М. f. пропорционално на / t , където m е редът на фотоелектричния ефект, т.е. броят на фотоните, абсорбирани в един акт; 3) зависимост М. f. от честотата на излъчване отразява спектралните характеристики на многофотонната абсорбция. Naib, често терминът "M. f." използван във връзка с мултифотон ext. фотоелектричния ефект - мултифотонната йонизация на атоми и молекули в газовете и многофотонното излъчване на електрони от кондензаторите. среди. В този случай, енергията m на абсорбираните фотони необходимо е да се преодолее свързващата енергия на електрона в атом или работната функция на електрона от вещество към вакуум или друго вещество. В резултат на това M. f. при висока интензивност на излъчване изчезва т.нар. червена граница на фотоелектричния ефект: ако енергията на един фотон не достатъчно, за да се преодолее работната функция А, тогава емисиите на електрони могат да възникнат поради абсорбцията на м- фотона. 21. Ефектът на Комптън и неговата теория Законите за запазване на инерцията и енергията в актовете на взаимодействие. Ефект на Комптън Ефектът на Комптън (ефектът на Комптън) е явлението на промяна в дължината на вълната на електромагнитното излъчване, дължащо се на еластичното разсейване на нейните електрони. Открит от американския физик Артър Комптън през 1923 г. за рентгенови лъчи. През 1927 г. Комптън получи Нобелова награда за физика за това откритие. Илюстрация за ефекта на Комптън Когато фотонът е разпръснат от електрона в покой, честотата на фотона и (съответно преди и след разсейване) са свързани с: където - ъгъл на разсейване (ъгъл между посоките на разпространение на фотона преди и след разсейването). Преминаване към дължини на вълните: където - Комптонова дължина на вълната на електрона. За електрон Намаляването на фотонната енергия след разсейването на Комптън се нарича комптоновото изместване. В класическата електродинамика разсейването на електромагнитна вълна с такса (разсейване на Томсън) не е съпроводено с намаляване на неговата честота. Невъзможно е да се обясни ефекта на Комптън в рамките на класическата електродинамика. От гледна точка на класическата физика, електромагнитната вълна е непрекъснат обект и не трябва да променя своята дължина на вълната в резултат на разсейване на свободни електрони. Ефектът на Комптън е пряко доказателство за квантуването на електромагнитна вълна, с други думи, потвърждава съществуването на фотони. Ефектът на Комптън е друго доказателство за валидността на двойствеността на вълновата частица на микрочастиците. Ефектът, обратен на ефекта на Комптън, е увеличаване на честотата на светлината, която претърпява разсейване върху релативистични електрони с енергия, по-висока от енергията на фотоните. Тоест, в процеса на такова взаимодействие, енергията се прехвърля от електрона към фотона. Енергията на разпръснатите фотони се определя от израза [1] : където и - енергията на разпръснатите и падащи фотони, съответно, K - кинетичната енергия на електрона. Обратният комптонов ефект е отговорен за рентгеновите лъчи на галактическите източници, рентгеновата компонента на фоновото фоново излъчване (ефектът на Суняев-Зелдович), превръщането на плазмените вълни във високочестотни електромагнитни вълни [2] .

border=0








; Дата на добавяне: 2018-01-08 ; ; Видян: 440 ; Публикуваните материали нарушават ли авторските права? | | Защита на личните данни | РАБОТА НА ПОРЪЧКА


Не намерихте това, което търсите? Използвайте търсенето:

Най-добрите думи: Само една мечта идва при ученик в края на лекцията. И някой друг го хърка. 7814 - | 6730 - или прочетете всички ...

2019 @ ailback.ru

Генериране на страницата над: 0.001 сек.