Теплове випромінювання
3.1.1.1. Випромінювальна здатність Е(Т) – енергія, яку випромінює тіло при температурі Т з одиниці поверхні за одиницю часу.
Спектральна випромінювальна здатність е (υ,Τ) – енергія, яку випромінює тіло при температурі Т з одиниці поверхні за одиницю часу у вузькому інтервалі частот від υ до υ +dυ.
Зв̉̉̉̉̉’язок між Е(Т) і е (υ,Τ):
Спектральна поглинальна здатність а(υ,Τ) - частка падаючої на тіло енергії, яку воно поглинає у діапазоні частот від υ до υ +dυ.
Спектральна відбивна здатність r(υ,Τ) – частка енергії, яка відбивається від тіла у діапазоні частот від υ до υ +dυ.
Спектральна пропускна здатність тіла Д(υ,Τ) – частка падаючої на тіло енергії, яка проходить крізь тіло у вузькому діапазоні частот від υ до υ +dυ.
Сума а(υ,Τ) + r(υ,Τ) + Д(υ,Τ) = 1
Якщо а(υ,Τ) = 1, або А(Т) = 1, то тіло вважають абсолютно чорним, де А(Т) – поглинальна здатність тіла.
3.1.1.2. Г. Кірхгоф установи, що відношення 
не залежить від природи тіл і для всіх тіл, які знаходяться при однаковій температурі, є однаковим. Для абсолютно чорного тіла (а=А=1) закон Кірхгофа набирає вигляду: 
,
де 
та 
- відповідно спектральна та повна випромінювальна здатність абсолютно чорного тіла.
3.1.1.3. Для абсолютно чорного тіла Й. Стефан і Л. Больцман встановили, що: 
,
де Т – абсолютна температура тіла, а σ = 5,67 × 
Вт/ 
·К – стала Стефана – Больцмана.
|
|
|
Для реальних тіл Е(Т) = κ 
3.1.1.4. Відповідно до закону В. Віна довжина хвилі 
, на яку припадає максимум спектральної випромінювальної здатності абсолютно чорного тіла, з підвищенням температури зменшується:
,
де b= 2,89× 
м· К – стала у законі зміщення Віна.
3.1.1.5. Для абсолютно чорного тіла Дж. Релей і Дж. Джинс теоретично, на основі класичних уявлень, встановили, електронна випромінювальна здатність повинна визначатися із співвідношення:
(формула Планка),
де h = 6,63· 
Дж ·с – стала Планка.
Фотоефект
3.1.2.1. Явище звільнення електронів з речовини під дією світла називається фотоефектом. Розрізняють зовнішній і внутрішній фотоефект.
Зовнішній фотоефект відбувається в металах і полягає у звільненні електронів з поверхні металу при його освітленні. Метал при цьому стає позитивно зарядженим.
При внутрішньому фотоефекті електрони назовні не виходять, електрична нейтральність тіла не порушується.
3.1.2.2. Для зовнішнього фотоефекту А. Ейнштейн встановив, що енергія падаючого на метал світлового кванта 
витрачається, по-перше, на видалення електрона з речовини (робота виходу А) і, по-друге, на надання цьому електрону кінетичної енергії 
. Тобто
A + 
,
|
|
|
де. 
і v – маса і швидкість фотоелектрона.
3.1.2.3. Із останньої формули слідує, що явище фотоефекту буде спостерігатися лише тоді, коли енергія фотона буде щонайменша рівна роботі виходу:
Частоту 
або довжину хвилі називають червоною межею фотоефекту.
3.1.2.3. З рівняння Ейнштейна слідує також, що для унеможливлення виходу фотоелектронів за межі металу до нього слід прикласти додатню гальмівну (затримуючу) напругу 
, величина якої визначається зі співвідношення:
е = 
.
Тоді 
+ е і = 
.
Дата добавления: 2015-12-19; просмотров: 18; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!