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:

Фінансова допомога студентам
При встановленні демократичного режиму в Болгарії система фінансової підтримки студентів перетерпіла деякі зміни. На початку 90-х років різко скоротилася кількість студентів, чиє навчання фінансувалося державою. За період 1991-1997р. кількість студентів збільшилася на 160%. Цей факт змусив державу ...

Використання методу проектів на уроках хімії
Розглянемо проект "Хімічні реакції, що лежать в основі виробництва сульфатної кислоти". Тема уроку. Хімічні реакції, покладені в основу виробництва сульфатної кислоти, закономірності їх перебігу, охорона праці і довкілля (дослідницький проект з хімії в 9-му класі гімназії). Ідея проекту. ...

Організація творчої діяльності
Багато хто вважає, що творчий процес є можливим тільки у періоди якогось “натхнення”. Це глибока помилка: звісно добре, коли дослідження настільки захоплюють, що з'являється творчий порив, але для досягнення кінцевої мети важливий не так порив, як копітка і добре організована праця. Оманою є те, що ...

Інтерактивні уроки

Інтерактивні уроки

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

КАТЕГОРІЇ

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.novapedahohika.com