Випромінювання абсолютно чорного тіла

Зручним об’єктом теоретичних досліджень рівноважного випромінювання є поняття абсолютно чорного тіла, яке вперше запропонував німецький фізик Густав Кірхгоф. Абсолютно чорне тіло можна уявити собі як порожнину, котра має електромагнітне поле й оточена стінками, нагрітими до певної температури. Стінки повністю поглинають випромінювання, що падає на них. Коли така система приходить у стан термодинамічної рівноваги, то в ній установлюється певна спектральна щільність рівноважного випромінювання, яка може залежати лише від температури.

Використання методів статистичної фізики для опису рівноважного випромінювання привело до парадоксальної ситуації. Суть її в тому, що система матеріальних частинок з електромагнітним полем ніколи не може досягнути термодинамічної рівноваги. Це пов’язане з тим, що електромагнітне поле має безліч ступенів вільності й, отже, вся енергія системи, згідно із законами рівномірного розподілу енергії по всіх ступенях вільності, повинна перейти у випромінювання. Англійський вчений Д.Джінс писав: ”Не може бути рівноваги між матерією та променевою теплотою доти, доки матерія не втратить усю свою енергію через випромінювання ”. Таку ситуацію в теорії теплового випромінювання Пауль Еренфест назвав “ультрафіолетовою катастрофою”.

Вихід із цієї ситуації запропонував Макс Планк у зовсім несподіваний для класичної фізики спосіб. Виходячи з умови існування термодинамічної рівноваги між матерією та полем, він дійшов висновку, що енергетичний обмін між матерією та полем має здійснюватися дискретно. При цьому сам Планк розглядав дискретність енергії не як властивість випромінювання, а як результат його взаємодії з речовиною .

14 грудня 1900 р. Планк уперше навів формулу для кванта енергії

,

де , оцінив універсальну сталу h (стала Планка). Цей день, за власним визнанням М. Планка, і став “днем народження квантової теорії”.

У 1905 році Ейнштейн (1879-1955), який працював у цей час експертом у патентному бюро у Берні, використав гіпотезу Планка до пояснення фотоефекту. Явище фотоефекту відкрив (випадково) німецький фізик Г.Герцу 1887р. Перші дослідження цього явища виконав російський фізик О.Г Столєтов у 1888 році, а згодом – німецький фізик Ф. Ленард (1899р.).

Це цікаво:

Психологічні особливості сприймання учнями навчального матеріалу
Пізнання завжди починається з безпосереднього споглядання, з спостереження речей, явищ, тобто з безпосередньої взаємодії людини з виучуваними предметами за допомогою органів чуття. Щоб пізнати невідомий предмет, дитина повинна його з усіх боків оглянути, визначити форму, колір, твердість, смак, зап ...

Загальна характеристика змісту навчальної дисципліни за модулями курсу
Модуль І: Теоретико-філософські основи наукового дослідження Предмет, завдання, теоретичні основи курсу. Основи науково-педагогічних досліджень – предмет, що вивчає основні закони та закономірності організації наукового пошуку в дослідницькій діяльності, конкретні методи наукового дослідження та пр ...

Методика «Домальовування фігур» О.М. Д’яченко
Методика спрямована на визначення рівня розвитку уяви, здатності створювати оригінальні образи. Як матеріал використається один комплект карток (із двох пропонованих), на кожній з яких намальована одна фігурка невизначеної форми. Усього в кожному наборі по 10 карток. Розроблено два рівнозначних ком ...

Інтерактивні уроки

Інтерактивні уроки

На початку ХХІ століття соціокультурний розвиток людства визначив закріплення складної та суперечливої тенденції, що дістала назву глобалізації.

КАТЕГОРІЇ

Copyright © 2020 - All Rights Reserved - www.novapedahohika.com