Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела

Для сравнения формулы Рэлея — Джинса с результатами эксперимента обратимся к рис. 24.3, па которо.м приведены экспериментальные кривые распределения энергии в спектре абсолютно черного тела при различных температурах. Из рисунка видно, что все кривые и.меют максимум и круто спадают в сторону коротких длин волн. Напротив, формула Рэлея — Джинса дает монотонное и быстрое возрастание энергии при уменьшении длины волны (рис. 24.5). Одиако в длинноволновой области она согласуется с экспериментом. [c.139]

Вследствие того что чувствительность фотокатода фотоумножителя, а также дисперсия спектрографа зависят от длины световой волны, установка должна быть также предварительно проградуирована по какому-либо эталонному источнику, распределение энергии в спектре излучения которого хорошо известно. Таким источником может служить лампа накаливания (например, ленточная лампа СИ-15) с известной цветовой температурой К Распределение энергии в излучении вольфрамовой нити лампы накаливания в пределах видимого спектра достаточно хорошо совпадает с распределением энергии в спектре абсолютно черного тела. [c.206]

Серые тела характеризуются непрерывным распределением энергии в спектре собственного излучения, подобным распределению энергии в спектре абсолютно черного тела при одинаковых температурах. [c.275]

Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела может быть экспериментально изучено следующим образом. [c.249]

Спектральное распределение энергии у тепловых источников света с металлической активной частью близко к распределению энергии в спектре абсолютно черного тела. [c.122]

Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела [c.380]

Г. Абсолютно черное тело состоит из громадного количества атомов каждый из них по своим свойствам излучать электромагнитные волны подобен миниатюрному вибратору—диполю (IV.4.4.5°—7°). Каждый атом-вибратор колеблется со многими частотами и излучает энергию соответствующих частот. Поэтому абсолютно черное тело излучает электромагнитные волны всевозможных частот. Зависимость лучеиспускательной способности е .г абсолютно черного тела от частоты V излучения при постоянной температуре Т называется кривой распределения энергии в спектре абсолютно черного тела. Эта зависимость Ву.т- =/(v) имеет характер непрерывной кривой. Кривая, полученная опытным путем, изображена на рис. У.З.З сплошной линией. [c.380]

Солнце, в основном, подчиняется законам температурного излучения. Распределение энергии в непрерывном спектре Солнца зависит от абсолютной его температуры и очень близко, как уже отмечалось, к распределению энергии по спектру абсолютно черного тела при температуре 5400° К (см. рис. 66, б). Максимальной интенсивности на земной поверхности это излучение достигает нри 500 м л. В ультрафиолетовой части спектра оно простирается практически только до 290 м 1, т. е. области очень сильного поглощения света озоном в верхних слоях земной атмосферы. [c.237]

Цветовая температура. При известном распределении энергии излучения в спектре абсолютно черного тела можно определить температуру по закону смещения Вина по расположению максимума излучательной способности [c.335]

Если в формулу (4) подставить спектральную плотность энергии (24.3), то получим распределение интенсивности излучения в спектре абсолютно черного тела. [c.173]

Цветовой температурой источника называется такая температура абсолютно черного тела, при которой распределение энергии в его спектре совпадает с распределением энергии в спектре источника. [c.206]

Бор исходил из гипотезы, принятой Планком для объяснения наблюдаемого распределения энергии в сплошном спектре абсолютно черного тела. Планку пришлось предположить, что вибраторы абсолютно черного тела испускают энергию не непрерывно, но порциями — квантами, величина которых зависит от частоты v ) испускаемого излучения [c.14]

Понятие о температурном излучении появилось в XIX в. наряду с понятием о так называемом абсолютно черном теле. Теоретически (истинно черных тел в природе не существует) это — тело, которое при любой температуре поглощает весь падающий на него поток излучения независимо от, длины волны оно является идеальным поглотителем излучения. Точно так же можно без труда рассчитать спектр излучения черного тела. В 1900 г. Макс Планк первым предложил формулу, позволяющую рассчитать функцию спектрального распределения излучения /(X) для абсолютно черного тела. Планк исходил из предположения (и был первым, кто его высказал), что колеблющиеся электроны в атомах могут обладать лишь определенными уровнями энергии. Он вывел следующую зависимость [c.141]

Нередко результат измерений, произведенных в том или ином научном опыте, давал решающий ответ на принципиальный вопрос, поставленный наукой, позволял сделать выбор между двумя теориями, а подчас даже приводил к возникновению новой теории или даже новой отрасли науки. Так, измерение скорости распространения света в различных средах способствовало утверждению волновой теории света. Измерение отклонения катодных лучей в магнитном и электрическом полях привело к открытию электрона измерение распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела послужило причиной зарождения теории квантов. [c.12]

Одновременно с изменением спектральной степени черноты газа при изменении температуры изменяется также распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Поэтому на всех графиках штриховыми линиями показаны также относительные распределения спектральной интенсивности излучения абсолютно черного тела Iq (Я)//о (Я ) при температуре газа, выра- [c.20]

В первом из методов, который можно назвать методом спектров сравнения, в качестве эталонного источника обычно используют (черное тело при определенной абсолютной температуре или серый излучатель , например вольфрамовую лампу накаливания, при определенной цветовой температуре. При известной цветовой температуре распределение энергии в спектре лампы накаливания описывается формулой Планка или упрощенной формулой Вина (см. гл. 4). Такого рода источники легко подобрать для видимой области спектра и ближайшей части ультрафиолета. [c.426]

В конце XIX — начале XX столетий исследования Планка получили новое направление. Эти замечательные исследования принесли Планку мировую известность. В 1900 г. Планк на заседании Берлинского физического общества доложил о своем исследовании распределения энергии в спектре равновесного излучения абсолютно черного тела. Данная им формула излучения получила хорошее экспериментальное подтверждение, В конце 1900 г. он на заседании того же научного общества доложил о физическом смысле полученной им фор.мулы излучения. Здесь Планком впервые была выдвинута [c.606]

В статистической физике и термодинамике обычно вводят идеализированное понятие абсолютно черного тела. Абсолютно черное тело — это объект, который полностью поглощает всю падающую на него энергию излучения. Если такое тело находится в равновесии со своим окружением, то, кроме того, что оно является соверщенным поглотителем, оно должно быть также и соверщенным излучателем. Оно должно излучать столько же энергни, сколько и поглощает, иначе оно не могло бы оставаться в тепловом равновесии. Идеализированное представление об абсолютно черном теле облегчает вычисления (зависящего от температуры) спектрального распределения такого излучения. Многие излучатели, встречающиеся на практике, могут рассматриваться как абсолютно черные тела или как приблизительно черные тела. Например, общая форма спектра солнечного излучения приблизительно соответствует спектру абсолютно черного тела с температурой 6000 К. [c.458]

Из закона Кирхгофа следует также возможность построения модели абсолютно черного тела. Для этого достаточно взять полость, окруженную равномерно нагретыми стенками. Тогда равновесное излучение, устанавливающееся внутри полости, будет характеризоваться распределением энергии в спектре черного тела. Поэтому, если сделать в стенке полости малое отверстие, то из этого отверстия будет выходить излучение, тождественное с излучением абсолютно черного тела. [c.658]

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]

Распределение энергии в спектре равновесного излучения при некоторой температуре определяется законом Планка для излучения абсолютно черного тела [c.266]

Метод исследования состоял в изучении распределения энергии по спектру излучения, посылаемого абсолютно черным телом различной температуры. Схема опытов приведена на рис. 36.8. Здесь 5 — абсолютно черное тело заданной температуры, [c.697]

В гл. 6 рассматриваются более подробно вопросы использования солнечной энергии для получения теплоты. В данной главе остановимся только на системах, предназначенных для преобразования солнечной энергии в электрическую. Начнем поэтому с рассмотрения тех характеристик, которые являются наиболее важными при этих процессах, прежде всего— спектр солнечного излучения. На рис. 5.6 показано, как распределена по длинам волн энергия солнечного излучения, падающего в единицу времени на единицу поверхности и приходящегося на единичный интервал длин волн. Спектр, измеренный на верхней границе земной атмосферы, очень хорошо совпадает со спектром излучения абсолютно черного тела при температуре 6000 К. Абсолютно черным телом называется физическое тело, которое излучает энергию во всем спектре и поглощает все падающее на него излучение независимо от длин волн. Таких тел в природе не существует, но существуют тела с очень близкими свойствами. Понятие абсолютно черного тела играет важную роль в физике. Так, решая задачу о распределении излучения абсолютно черного тела по длинам волн, Макс Планк впервые сформулировал принципы квантовой механики. В распределении солнечного излучения по длинам волн, измеренном вблизи поверхности Земли, имеются большие провалы, обусловленные поглощением излучения на отдельных частотах или в отдельных интервалах частот атмосферными газами — кислородом, озоном, двуокисью углерода — и парами воды. [c.95]

Рис. 24.5. Сравнение экспериментальной кривой распределения энергии в спектре абсолютно черного тела (]] с кр[1вой, рассчитанной по формуле Рэлея — Джинса (2)

Цветовой метод. Если известно распределение энергии в спектре абсолютно черного тела, то по положению максимума кривой на основании закона смещения Вина (24.10) можно определить температуру. В тех случаях, когда излучающее тело не является абсолютно черным, применение формулы Планка не имеет смысла, так как для таких тел распределение энергии по частотам отличается от планковского. Исключение составляют так называемые серые тела, у которых коэффициент поглощения остается приблизительно постоянным в щироком интервале частот. Такими серыми телами являются уголь, некоторые металлы, оксиды. Если тело не является серьги, но его спектр излучения не слишком отличается от спектра абсолютно черного тела при некоторой температуре, то по максимуму излучения определяют его температуру, которую называют цветовой. Таким образом, цветовая температура есть температура абсолютно черного тела, максимум излучения которого совпадает с максиму.мом излучения исследуемого тела. Так, сопоставление графиков распределения энергии в спектре абсолютно черного тела при температуре 6000 и 6500 К II распределения энергии в солнечном спектре (рис. 25.3) показывает, что Солнцу можно приписать температуру, равную при.мерно 6500 К. [c.151]

Но применить этот закон к дуге в большинстве случаев невозможно, потому что закон Стефана — Больцмана относится к телам, имеющим непрерывный спектр излучения. Дуга же, как известно имеет линейчатый спектр излучения, причем характер этого спектр изменяется с температурой. На рис. 5-7 показано распределень энергии излучения в спектре абсолютно черного тела при разныл температурах, а на рис. 5-8 дано сравнение распределения энергии в спектрах абсолютно черного тела и газа. Рис. 5-8 является схематическим. Он показывает, что в спектре газа имеется ряд линий и полос, в пределах которых совершается излучение, а между ними — пространства, не дающие излучения. Для того чтобы найти суммарное излучение, необходимо было бы проинтегрировать сложную кривую рис. 5-8, которая, как указано выше, меняется с температурой. В ней появляются некоторые новые линии, другие могут исчезнуть, а при очень высоких температурах появляется усиливающийся [c.132]

Испусканне некоторых веществ, например вольфрама, в коротковолновой области спектра по характеру распределения энергии очень близко к распределению энергии в спектре абсолютно черного тела (рис. 168). Этого можно добиться при некоторой температуре черного тела, которую называют цветовой температурой для [c.227]

Планк (Plan k) Макс Карл Эрнст Людвиг (1858 1947) — выдающийся немецкий фи.чик-теоретик, создатель квантовой теории. Окончил Берлинский университет (1878 г.). Профессор Мюнхенского (1880-1885 гг.), Кильского( 1885-1889 гг.). Берлинского (1889-1928 гг.) университетов. В 1900 г. ввел квант действия и теоретически вывел закон распределения энергии в спектре абсолютно черного тела. Это открытие, — писал А. Эйнштейн, — стало основой для всех исследований в физике XX в. и с того времени полностью обусловило ее развитие . Постоянная Планка, или квант дййствия, является одной нз трех универсальных постоянных в физике. Нобелевская премия 1918 г. Фундаментальное значение имеют работы Планка по теории относительности D 1906 г. он вывел уравнения релятивистской теории динамики, а в 1907 г. провел обобщение термодинамики в рамках специальной теории относительности. Ввел термин теория относительности [c.269]

На рис. 169 приведены расчетные кривые распределения энергии но спектру абсолютно черного тела при различных температурах. Из расчета следует, что даже при температуре 3655° К, которую удается получить в лабораторных условиях, максимум спектра испускания лежит еш,е в красной области спектра. Только максимум спектра излучения солнца, распределение энергии для которого очень близко к распределению в спектре абсолютно черного тела при 5400° К, лежит в желто-зелено11 области. Коротковолновые ветви кривых распределения энергии имеют крутой характер так, что они резко обрываются уже в ближнем ультрафиолете. [c.228]

При построении непрерывной кривой световой экономичности абсолютно черного тела можно определить максимальное ее значение. Это значение будет равняться 81,5 lш/W. Если заменить абсолютно черное тело таким идеальным излучателем, к-рый имел бы такое же количество и распределение энергии, как и абсолютно черное тело, но вся энергия излучалась бы исключительно в пределах видимого спектра, то можно получить значения световой экономичности значительно большие, к-рые и приведены в последней графе табл. 2. Идеальным случаем светоизлучения было бы превращение всей лучистой энергии в радиации монохроматич. света с длиной волны, соответствующей максимальной чувствительности [c.500]

Попытки получить формулу, описывающую кривую распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела на основании термодинамического рассмотрения задачи, а также исходя из электромагнитной теории света, не привели к положительным результатам На основании законов термодинамики были установ лены лишь некоторые частные, хоть и весьма важные свойства излучения абсолютно черного тела, такие например, как зависимость энергии полного интеграль ноге излучения от температуры (закон Стефана—Больц мана) или зависимость месторасположения максимума от температуры (закон смещения Вина). [c.12]

Х 10- eI K см grad . (8) Абсолютно черное тело по сравнению с другими телами представляет собой излучатель с максимальной возможностью И. для всякой длины волны при данной Т°. По характеру распределения излучаемой энергии в различных частях спектра остальные тела природы м. б. разделены на два класса тела с серым И. и тела с И. избирательным, или селективным. И. идеально серого тела в смысле относительного распределения энергии в спектре не отличается от И. черного тела, уступая последнему в интенсивности. Поэтому все законы абсолютно черного тела применимы по отношению к И. серых тел излучение идеально серого тела можно получить из ф-лы Планка, умножая. значение Ец т на величину йд у для серого тела, к-рая будет постоянной при всякой длине волны А и всегда меньше единицы. Избирательное И. имеет распределение энергии в спектре, отличающееся от такового у абсолютно черного тела. Для определения И. селективного тела также можно воспользоваться законом Кирхгофа величина у в этом случае не будет постоянной для всякой длины волны, а будет нек-рой ф-ией как длины волны, так и темп-ры. Тело с избирательным лучеиспусканием может иметь относительный максимум И. в лю- [c.497]

Измерение интенсивностей представляет собою по существу задачу фотометрическую и разрешается одним из способов, употребляемых в фотометрии. Измерениеабсолютныхинтенсив-ностей сводится к измерению энергии данного луча по его тепловому действию. Относительные интенсивности определяются по степени почернения, вызванного на фотографич. пластинке при этом, в виду того что не существует простой пропорциональности между степенью почернения и интенсивностью, на пластинку наносятся марки почернения с помощью ступенчатого светофильтра. Этот метод, разработанный Доргело и Орнштейном, пригоден для определения относительныхинтенсивпостей близких спектральных линий. В тех случаях, когда длины волн линий значительно отличаются друг от друга, следует принимать во внимание сильную зависимость чувствительности пластинок от цвета лучей. Эта зависимость м. б. выяснена, если воспользоваться спектром абсолютно черного тела, в котором распределение интенсивности по длинам волн дается формулой Планка. [c.311]

Используя приемники, полностью поглощающие всю падающую на них тепловую энергию (абсолютно черное тело, см. гл. XXXVI), зная теплоемкость приемника и учитывая потери тепла, можно по повышению температуры оценить в абсолютных единицах энергию, приносимую лучами, что также является принципиальным преимуществом теплового метода. Им пользуются для измерений лучистой энергии всех длин волн, включая и ультрафиолетовые, особенно в тех случаях, когда желают получить количественные данные о распределении энергии по спектру излучающего тела. На рис. 19.1 показано схематически такое распределение для спектра Солнца. Для иных источников (например, лампа накаливания или ртутная лампа) распределение энергии по длинам волн может существенно отличаться от приведенного. Несмотря на универсальность теплового метода и возможность получения сравнимых между собой количественных показаний, обычно удобнее использовать для разных интервалов длин волн специальные приемы исследования, упомянутые выше. [c.401]

Излучение нечерных тел, например раскаленных металлов, всегда меньше, чем излучение абсолютно черного тела. Однако соотношение между энергией, полезной для освещения, и невидимой частью спектра (световая отдача, выражаемая в люменах на ватт — лм/Вт) для раскаленного металла при данной температуре может быть выше, че.м для абсолютно черного тела при той же температуре. Распределение энергии по спектру для вольфрама и абсолютно черного тела при одной и той же температуре 2450 К, а также отношение испускательных способностей вольфрама и абсолютно черного тела показаны на рис. 25.5. Из кривой 3 следует, что в видимой области испускание вольфрама составляет около 40 % испускания абсолютно черного тела при той же температуре, а в инфракрасной области — около 20 %. По этой причине раскалеггный вольфрам — более предпочтительный источник света. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...