Лекции по физике

Ядерная энергетика
Ядерный топливный цикл
Реактор"Феникс"
Оружейный уран и плутоний
Добыча урановой руды
Обогащение урана
Атомная бома «Малыш»
Радионуклиды
Транспортировка радиоактивных веществ
Твэлы энергетических реакторов
Радиохимические заводы России
Курсовой проект по дисциплине
"Детали машин"
Технические требования на чертеже
редуктора
Выбор параметров и расчёт цилиндрических
зубчатых передач
Расчёт зубьев червячного колеса на
выносливость
Пример выполнения курсового проекта
Расчет резьбовых соединений
Зубчатые передачи
Методы повышения износостойкости
деталей машин
Червячные передачи
В зацеплении Новикова
Повреждение поверхности зубьев
Проверочный расчет на выносливость
при изгибе
Приводные ремни и область их применения
Проектирование новой машины
Проектный расчет валов
Муфты продольно-разъемные
Классификация приводных муфт
Лекции по физике
Динамика твердого тела
Вынужденные колебания и волны
Основы термодинамики
Диэлектрики
Получение переменного тока
Оптика

Фотоэлектрический эффект

Понятие о тепловом излучении.

Тепловое излучение это электромагнитное излучение, испускаемое веществом за счет его внутренней энергии. Все остальные виды свечения называются люминесценция.

Тепловое излучение наблюдается при Т > 0К и имеет сплошной спектр. Это единственное излучение, которое может находиться в термодинамическом равновесии с веществом.

Количественно тепловое излучение характеризуется следующими величинами:

излучательность Re физическая величина, численно равная энерги электромагнитных волн всевозможных частот, излученных за единицу времени с единицы площади поверхности тела: R = W / t * S (Вт/м2).

испускательная способность rn (rl) физическая величина, численно равная отношению энергии, излученной за единицу времени с единицы площади в узком интервале частот (от n до (n+dn)) или длин волн (от l до (l+dl)) к ширине этого интервала: (dW энергия, испускаемая за единицу времени с единицы площади в узком интервале n или l ) rn = dW / dn (Дж/м2); rl = dW / dl (Вт/м2). Причем rn ¹ rl, а rn = rl * с/V2 = rl * l2 / c.

Поглощательная способность аn безразмерная величина, показывающая какая доля энергии эл/м волн с частотами от от n до (n+dn), падающих на поверхность тела, поглощается ими: аn = dWпогл / dWпад £ 1.

Абсолютно черным телом называется тело, которое полностью поглощает все падающее на него излучение, ничего не отражая, и не пропуская: а*n = 1.

Закон Кирхгофа и его следствия. 

Рассмотрим тепловое излучение в полости между двумя плоскопараллельными пластинами одинаковой температуры, но из разных материалов.

a2n r1n dn энергия, поглощаемая в единицу времени единицей площади пластины 2.

a1n r2n dn энергия, поглощаемая в единицу времени единицей площади пластины 1.

Так как излучение равновесное: a2n r1n dn = a1n r2n dn Þ

r1n / a1n = r2n / a2n.

Можно обобщить на систему из nтел, т.е. чем больше испускательная способность тела, тем больше и его поглощательная способность.

r1n / an не зависит от природы излучающего тела, а является функцией от n(l) и температуры.

¦(n; Т) формула Кирхгофа.

Для абсолютно черного тела: r*n / a*n = {a*n =1} = ¦(n; Т) = r*n

Закон Кирхгофа: отношение испускательной способности тел к их поглощательной способности не зависит от природы излучающего тела, равно испускательной способности абсолютно черного тела и зависит от частоты температуры тела:

rn / an = r*n.

Испускательная способность тела всегда меньше испускательной способности черного тела при той же температуре rn < r*n.

Если тело не поглощает эл/м волны, то оно их и не излучает.

Закон СтефанаБольцмана.

Излучательность абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры.

R*e = s * Т4, где s = 5,67 * 108 Вт/м2К4.

Закон смещения Вина.

nm (lm) частота (длина волны), на которую приходится max энергии в спектре излучения.

С ростом температуры nm стремится в сторону больших частот, а lm стремится в сторону более коротких длин волн.

lm, на которую приходится максимум энергии в спектре теплового излучения обратно пропорциональна абсолютной температуре излучающего тела.

lm = b/T, где b = 2,9 * 103 мК.

Квантование энергии излучения. Формула Планка.

Впервые правильное выражение для функции Кирхгофа удалось Планку. Он также рассмотрел модель полости с зеркальными стенками. При этом он полагал, что стенки состоят из атомов. Атомы он рассматривал как электрические диполи, которые совершают колебания со всевозможными частотами. И на основе этой модели 

r*n = 2 * p * n2 * <en> / c2 Þ

Связь между частотой и энтропией атомаосциллятора

<en> = ej / e ej / RT 1, где hn = ej

r*n = 2 * p * n2 * hn / (e ej / RT 1) * c2

На главную