Излучение черного тела Планка теория

В 1913 г. Бор применил квантовую гипотезу к атомным системам и вывел теоретически наблюдаемый спектр атома водорода. Ранее спектр был описан уравнением, содержащим эмпирическую постоянную Ридберга, которую по теории Бора можно вычислить с помощью известных физических постоянных, включая постоянную Планка h. Успех квантовой гипотезы в объяснении излучения черного тела и спектра атомарного водорода обеспечил твердую основу для развития новой механики, которая может дать все результаты классической механики и правильные ответы на вопросы, которые классическая механика не могла разрешить. [c.71]

На основании теории квант Планк нашел соотношение, определяюш,ее интенсивность излучения черного тела (закон Планка) [c.250]

В свое время задача о вычислении универсальной функции p(v, Т) вызвала значительные затруднения у физиков. Однако благодаря Планку, который для нахождения правильного решения ввел так называемую гипотезу о световых квантах, она была полностью решена. Поэтому теория излучения черного тела является одной из фундаментальных основ современной физики. [c.27]

Несовершенство классической теории проявилось в том, что она не дает возможности предсказать распределение энергии излучения по различным длинам волн. Это явилось отправной точкой для революционного открытия Планка, который ввел гипотезу о квантах действия. Однако даже без квантовой теории можно кое-что сказать о распределении интенсивности так называемого излучения черного тела. [c.94]

Теоретически исследуется взаимодействие фотонов с системой электронов, подчиняющихся статистике Ферми — Дирака. На основе рассмотрения электронных переходов с учетом принципа Паули получена функция теплового излучения металлов, представляющая собой произведение функции распределения Ферми и функции Планка для излучения абсолютно черного тела. Из теории следует, что характеристическая частота соответствует энергии электрона на уровне Ферми, а лучеиспускательная способность при этой длине волны должна быть равна /а для всех металлов. [c.182]

Зависимость интенсивности излучения черного тела от длины волны и температуры устанавливается законом Планка, который на основании разработанной им квантовой теории излучения предложил формулу [c.264]

Теория Лорентца, несмотря на определенные успехи, встретила серьезные трудности. В частности, она не могла объяснить распределения энергии по частотам при тепловом излучении абсолютно черного тела. Эти недостатки теории не были устранены и попытками других ученых (Вин, Рэлей, Джинс). Смелая гипотеза, выдвинутая в 1900 г. Планком, решила проблему спектрального распределения энергии теплового излучения. [c.8]

Наряду с теми трудностями, к которым приводила электронная теория Лорентца, опиравшаяся на представление о неподвижном эфире, выяснились и другие затруднения этой теории. Она оставляла неразъясненными многие особенности явлений, касающихся взаимодействия света и вещества. В частности, не получил удовлетворительного разрешения вопрос о распределении энергии по длинам волн в излучении накаленного черного тела. Накопившиеся затруднения вынудили Планка сформулировать теорию квантов (1900 г.), которая переносит идею прерывности (дискретности), заимствованную из учения о молекулярном строении вещества, на электромагнитные процессы, в том числе и на процесс испускания света. Теория квантов устранила затруднения в вопросах излучения света нагретыми телами она по-новому поставила всю проблему взаимодействия света и вещества, понимание которой невозможно без квантовой интерпретации. Целый ряд оптических явлений, в частности фотоэлектрический эффект и вопросы рассеяния света, выдвинул на первый план корпускулярные особенности света. Процесс развития теории квантов, ставшей основой современного учения о строении атомов и молекул, продолжается и ныне. [c.24]

Модель Эйнштейна. Уменьшение теплоемкости при понижении температуры впервые объяснил А. Эйнштейн в 1907 г., использовав развитую М. Планком теорию излучения абсолютно черного тела. Если предположить, что энергия квантового осциллятора с частотой т = и/2я может принимать [c.37]

Закон Планка. В 1900 г. М. Планк, исходя из электромагнитной природы излучения и разработанной им квантовой теории, теоретически установил для абсолютно черного тела (индекс 0) зависимость интенсивности собственного излучения тела от длины волны и температуры [c.219]

Закон Стефана — Больцмана устанавливает зависимость плотности потока интегрального полусферического излучения от температуры. Эта. зависимость задолго до появления квантовой теории Планка впервые экспериментально (путем измерений собственного излучения модели черного тела) была установлена Стефаном (1879 г.). Позднее (1884 г.) она теоретически (исходя из законов термодинамики) была получена Больцманом. Поэтому закон Получил объединенное название закона Стефана — Больцмана. Закон Стефана — Больцмана может быть получен и При использований закона Планка. Закон Стефана —Больцмана для поверхностной плотности потока интегрального излучения Ео, Вт/м , можно выразить следующим образом [c.372]

В 1900 г. действие появилось в физике как особая, новая и в высшей степени важная величина в виде так называемого кванта действия, введенного в теорию излучения абсолютно черного тела М. Планком. Обратив внимание на размерность (действие = энергия х время), А. Зоммерфельд ) в 1911 г. сделал допущение, что временное протекание обмена энергии у молекул (проявляющееся в излучении), упорядочено некоторым общим образом при каждом молекулярном процессе отдается или получается определенная универсальная величина действия, а именно, [c.858]

В еще большей степени проникновению в физику идеи дискретности способствовало создание Максом Планком теории квантов (1900 г.). Изучая тепловое излучение так называемого абсолютно черного тела, Планк обнаружил, что оно не может быть описано обычными (классическими) формулами излучения, но что для этого в соответствующие формулы необходимо ввести особую дискретную постоянную величину — квант дей- [c.446]

В начале XX в. М. Планк, исследуя законы излучения абсолютно черного тела, пришел к выводу, что тела могут излучать энергию только определенными порциями — квантами. Такое ограничение никак не вытекает из основ классической физики. Согласно теории Планка энергия кванта определяется формулой [c.15]

Теория излучения абсолютно черного тела, предложенная Планком, существенна для нас тем, что позволяет весьма конкретно предсказать параметр вырождения для теплового излучения в разных частях электромагнитного спектра. Чтобы использовать результаты теории Планка, мы должны рассматривать каждую степень свободы падающего излучения как ана- [c.458]

Численное значение постоянной излучения абсолютно черного тела было получено сначала экспериментально, а затем теоретически на основании квантовой теории равновесного излучения через постоянные Планка и Больцмана, что явилось теоретическим и экспериментальным подтверждением дискретности энергии. [c.9]

КВАНТЫ, элементарные неделимые количества энергии (или действия), характеризующие прерывность атомных процессов и свойств света, совершенно чуждую представлениям классической физики. Понятие о К. введено в 1900 г. Планком для объяснения закона распределения энергии в спектре накаленного абсолютно черного тела. Для вывода этого закона необходимо предположить, что излучение и поглощение света в атомах происходит отдельными порциями— квантами величины hv (здесь h— универсальная постоянная, равная 6,55 10- эрг/ск., а V—частота световых колебаний). Открытие Планка получило широкое обобщение в теории Н. Бора, основанной главн. образ, на анализе линейчатых спектров атомов. Центром теории Бора являются два квантовых постулата. [c.37]

Однако классическая физика и, в частности, электронная теория оказались недостаточными для истолкования явлений атомного масштаба. Потребовалось введение квантовых представлений. Необходимость и плодотворность последних обнаружилась ранее всего при изучении проблемы распределения энергии в спектре черного излучения, т, е. температурного излучения абсолютно черного тела. Применение к это й проблеме принципов классической физики приводило к глубоким противоречиям с опытом. Планк (1858—1947) В конце 1900 г. получил согласующуюся с опытом формулу для распределения энергии в спектре черного излучения. При этом он ввел чуждое классической физике представление, что излучение й поглощение света осуществляется не непрерывно, а конечными порциями, или квантами энергии, причем величина кванта определяется выражением (1,1). Для решения проблемы черного излучения Планку достаточно было принять, что этот квантовый характер излучения и поглощения света относится к статистическим Процессам. Через пять лет Эйнштейн показал, что его необходимо распространить и на элементарные процессы. Согласно Эйнштейну, не только излучение и поглощение, но и распространение света Б пространстве происходят конечными порциями — квантами света, обладающими определенной энергией и определенным импульсом. Так возродилось представление о частицах света, названных позднее фотонами. [c.30]

Со времени зарождения квантовой теории излучения черного тела вопрос о том, насколько хорощо уравнения Планка и Стефана — Больцмана описывают плотность энергии внутри реальных, конечных полостей, имеющих полуотражающие стенки, был предметом неоднократных обсуждений. Больщин-ство из них имели место в первые два десятилетия нащего века, однако вопрос закрыт полностью не был, и в последние годы интерес к этой и некоторым другим родственным проблемам возродился. Среди причин возрождения интереса к этому старейшему предмету современной физики можно назвать развитие квантовой оптики, теории частичной когерентности и ее применение к изучению статистических свойств излучения недостаточное понимание процессов теплообмена излучением между близкорасположенными телами при низких температурах и проблему эталонов далекого инфракрасного излучения, для которого длина волны не может считаться малой, а также ряд теоретических проблем, относящихся к статистической механике конечных систем. Хорошим введением к современному обзору в этой области являются работы [2, 3, 5]. Еще в 1911 г. Вейль показал, что требованием о том, чтобы полость являлась прямоугольным параллелепипедом, можно пренебречь при условии, что (У /с)- оо. Он показал также, что в пределе больших объемов или высоких температур число Джинса справедливо для полости любой формы. Позднее на основании результатов работы Вейля были получены асимптотические приближения, где Do(v) являлся просто первым членом ряда, полная сумма которого 0 ) представляла собой среднюю плотность мод. Современные вычисления величины 0 ) [2, 4] с использованием численных методов суммирования первых 10 стоячих волн в полостях простой формы показали, что прежние асим- [c.315]

Описывается ра шитие проблемы излучения чер-HOI о тела, при решении которой физика впервые вспретилась с квантовыми закономерностями. Излагаются перионачальное решение этой проблемы Планком и элементарная квантовая теория излучения черного тела. [c.68]

Напротив, теорию квантов мы здесь кратко расскажем. Понятие кванта было введено в науку в 1900 г. Максом Планком. Этот ученый изучал тогда теоретически проблему излучения черного тела, и так как термодинамическое равновесие зависит от природы излучателя, он придумал очень простой излучатель, так называемый резонатор Планка, состоящий из квазиупруго связанного электрона, обладающего, таким образом, частотой колебаний, независимой от его энергии. Если применить классические законы электромагнетизма и статистической лшханики к обмену энергией между такими резонаторами и излучением, то это приведет к закону Рэлея, о безусловной неточности которого говорилось выше. Во избежание этого и чтобы прийти к результатам, более согласным с экспериментальными фактами, Планк выдвигает странный постулат Обмен энергией между резонаторами (или веществом) и излучением происходит только конечными порциями, равными частоте, умноженной на /г, причем /г представляет собой новую универсальную константу физики . Каждой частоте соответствует, таким образом, в некотором роде атом энергии —- квант энергии. Рассмотрение полученных данных дало Планку необходимые основания для расчета константы /г, и най-.денное при этом значение (Л = 6,545 10- ) по существу не было изменено, несмотря на многочисленные последующие определения, сделанные самыми различными методами. Это — один из наиболее прекрасных примеров могущества теоретической физики. [c.643]

И. металлов. Большинство металлов обладает избирательным И. Для определения ур-ий И. металла достаточно знать функциональную зависимость его коэф-та поглощения а уот длины волны и темп-ры, чтобы на основе закона Кирхгофа связать его И. с излучением черного тела. Эта зависимость м. б. установлена в настоящее время лишь экспериментальным путем. Попытка теоретич. установления законов излучения металлов была выполнена Друде и Планком, установившими на основании электромагнитной теории света вависимость между коэфициенто.м поглощения чистых металлов и их электропроводностью. Эта зависимость мо кет быть выражена в следующем виде [c.498]

По видам излучения И. с. разделяются на два класса 1) И. с. температурного, или калорического, излучения, в к-рых излучение света есть следствие нагревания светящегося тела до высокой темп-ры. В зависимости от рода излучающего тела этот класс И. с. может быть разделен на 3 группы а) И. с. черного излучения, б) И. с. серого излучения, в) И. с. избирательного (или селективного) излучения. Основой теории излучения И. с. этого класса являются законы излучения черного тела (законы Планка, Вина и закон Стефана-Больцмана, см. Излучение) и общим законом для всех трех групп, объединяющим излучения нечерных тел с черным излучением, — закон Кирхгофа. 2) И. с. люминесцирующего излучения, работающие на принципе одного из видов люминесценции, процесса, связанного с излучением света путем возбуждения атомов за счет какого-либо вида энергии, непосредственно воздействующего на вещество. Из различных видов люминесценции в И. с., используемых на практике, наиболее применима электролюминесценция (светящийся разряд в газах) кроме того в природе встречаются явления, связанные с хемилюминесценцией, или выделением лучистой энергии ва счет энергии химич. превращений (свечение медленного окисления — свечение живых организмов). Класс люминесцирующих И. с. является по преимуще ству классом И. с. холодно I о свечения. Повышение темп-ры, имеющее место при работе подобных И. с., служит побочным фактором, не участвующим активно п процессе излучения радиаций. В нек-рых случаях однако наряду с процессом люминесценции зыделение тепла при работе И. с. достигает таких размеров, что излучение может иметь смешанный характер к подобным И. с. например м. б. отнесены лампы с вольтовой дугой (см.), обладающие лю-минесцирующим свечением дуги и темп-рным излучением раскаленных электродов теория люминесцирующего свечения тесно связана с теорией строения атома и теорией спектров. Электролюминесцирующие И. с. могут быть разделены на группы в зависимости от рода газового разряда (дуговой, тлеющий, без-электродный) и в зависимости от характера излучающей среды (пары металлов, перманентный газ). [c.242]

Закон Планка. Закон Стефана — Больцмана дает величину суммарного излучения абсолютно черного тела. Большое значение в теории теплового излучения имеет спектральное (монохроматическое) распределение энергии излучения абсслютно черного тела. Исходя из [c.15]

Теория Планка, хотя и противоречила духу классической физики, подтверждалась опытными фактами и смогла решить задачу теплового излучения абсолютно черных тел. Следует отметить, что квантовая теория Планка совершенно не нуждается в понятии эфирной среды . Таким образом, к началу XX в. наряду с электромагнитной теорией возродилась корпускулярная теория света, но, безусловно, отличЕ1ая от корпускулярной теории Ньютона. [c.8]

Одной из важных проблем физики конца XIX в. было научное обоснование распределения длин волн теплового излучения, испускаемого нагретой средой сквозь малое отверстие, т. е. моделью черного тела. Один из пионеров инфракрасной техники С. П. Ланглейв 1889 г, писал ...непосредственно перед нами встает одна громадная проблема, ожидающая решения. Я имею ввиду установление связи между температурой и излучением, ибо мы почти ничего об этом не знаем . ..этот вопрос интересует сейчас всех ученых [71]. Решение этой проблемы привело к созданию в 1900 г. Максом Планком квантовой теории. [c.377]

Элеме1ггарная квантовая теория. Получить формулу Планка в рамках классических представлений невозможно. Однако ее удается обосновать с помощью элементарных рассуждений, основывающихся на квантовьгх представлениях об излучении и поглощении света. Хотя эти рассуждения не дают полного количественного решения задачи об излучении абсолютно черного тела, они дают достаточно ясное представление о механизме динамического равновесия между излучением и материальными телами. [c.307]

Электронная теория металлов. Основы электронной теории металлов были заложены Друде и Лоренцем [1]. В их теории предполагалось, что в металле существуют два типа электронов — свободные и связанные. Много лет спустя это предположение было обосновано с помощью зонной теории, составляющей часть современной квантовой теории твердого тела. Модель свободных электронов с успехом объясняет хорошую электро- и теплопроводность металлов. Вместе с тем каждый свободный электрон должен, согласно этой модели, давать вклад 1/2 к в теплоемкость в соответствии с одним из основных законов классической статистической механики — законом о равномерном расиределенин энергии по степеням свободы. Однако тако11 результат противоречит известному закону Дюлонга и Пти. Эта трудность аналогична трудности с законом Рэлея — Джинса в теории излучения абсолютно черного тела. Однако в отличие от последней трудность с теплоемкостью пе могла быть разрешена только с помощью теории Планка, а была преодолена лишь после разработки квантовой механики и введения понятия статистики Ферми. [c.267]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...