ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Равновесное тепловое излучение. Фотонный газ из "Термодинамика, статическая физика и кинетика Изд.2 " Рассмотрим сначала равновесное излучение в полости, стенки которой имеют температуру Т, в рамках классических представлений. С точки зрения классической физики равновесное излучение в полости представляет собой систему стоячих волн с разными частотами V, направлениями распространения и поляризациями. Мы ставим своей целью решить задачу, которая не могла быть решена средствами феноменологической термодинамики (см. 17), найти спектральную плотность энергии излучения p(v,7 ). [c.247] Мы будем исходить из закона равнораспределения энергии по степеням свободы (см. 43). Согласно этому закону каждая колебательная степень свободы (каждая элементарная волна) вносит в среднюю энергию вклад, равный Т. Ввиду этого для получения p(v,7 ) надо найти число различных стоячих волн в единице объема с частотами в интервале от V до V + /г и умножить это число на Т. Допустим для простоты, что полость представляет собой куб с ребрами длины /, ориентированными вдоль координатных осей (ясно, что результат не может зависеть от формы полости). [c.247] Эта формула выражает закон Рэлея - Джинса. Мы обсуждали физические следствия этого закона в 17 и видели, что формула (52.5) физически несостоятельна. [c.248] Будущая теория элементарных частиц должна выяснить причины квантования заряда и установить смысл соотношения ксИле =137, связывающего релятивизм (с), квантование (К) и теорию элементарных частиц (е). [c.250] Формула (52.14) называется формулой Планка и сыграла историческую роль в развитии физики начала XX в. Именно в теории излучения Планка впервые возникли квантовые представления, которые в дальнейшем развились в стройную и всеохватывающую теорию микропроцессов — квантовую механику и квантовую теорию поля. [c.251] 48 мы убедились в том, что фазовый объем ячейки равен /г для шестимерного /г-пространства трех поступательных степеней свободы, I — для четырехмерного /г-пространства двух вращательных степеней свободы и /г — для двумерного /г-пространства колебательных степеней свободы. [c.253] Это значит, что в оптимальном случае, когда в (52.20) стоит знак равенства, состояние на фазовой плоскости (х, ) изображается не точкой, а прямоугольником с площадью Лх = /г. [c.253] Соотношение неопределенности справедливо не только для декартовых прямоугольных координат и импульсов, но и для любых канонически сопряженных пар обобщенных координат и импульсов, для которых классическая скобка Пуассона равна единице. Поэтому для любого квантовомеханического объекта с/степенями свободы состояние описывается в квазиклассическом приближении не точкой в фазовом пространстве 2/измерений, а ячейкой с объемом /гЛ Иначе говоря, мы можем рассматривать движение частицы по классическим траекториям в фазовом пространстве, но проводить эти траектории с определенной густотой так, чтобы через каждую клетку с объемом проходила одна фазовая траектория. [c.253] Вернуться к основной статье