Тиск світла

Сентябрь 2, 2022

Главная
Алгебра
Тиск світла

Содержание

2. План лекції Досліди Лебедєва. Рентгенівське випромінювання. Ефект Комптона. Рівноважне випромінювання та його характеристики. Закони теплового випромінювання.
3. 1. Тиск світла. Досліди Лебедєва нормальна складова імпульсу фотона, що падає на на площадку dS за
4. Наслідки дії сили тиску: Утворення хвостів комет Незаплановане обертання супутників Землі. Прискорення частинок лазерним променем. При
5. 2. Рентгенівське випромінювання Довжина рентгенівської хвилі
6. Катод Анод Свинцевий екран рентген промені
7. 3. Ефект Комптона 45 45 Енергія електрону Енергія розсіяного фотону
8. Відповідно до теореми косинусів Відповідно до закону збереження імпульсу фотона і електрона під час зіткнення маємо:
9. Комптонівська довжина хвилі
10. 2. Рівноважне випромінювання та його характеристики Теплове випромінювання є рівноважним, тобто може знаходиться в тепловій рівновазі
11. Теплове випромінювання це електромагнітне випромінювання, яке виникає за рахунок внутрішньої енергії випромінюючого тіла. залежить тільки від
12. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ Потік енергії – загальна кількість енергії, яка випромінюється тілом за одиницю часу (енергетична
13. Енергію, яка припадає на одиничний діапазон частот, називають спектральною випромінювальною здатністю тіла або спектральною густиною енергетичної
14. Інтегральна випромінювальна здатність або енергетична світність визначається потоком енергії, яка випромінюється з одиниці поверхні тіла у
15. Спектральна поглинальна здатність тіла характеризує процес поглинання випромінювання тілом. Виділимо вузький інтервал частот від до .
16. Будь-яке реальне тіло поглинає випромінювання різних частот по різному залежно від його температури. Тому спектральна поглинальна
19. Близькими до випромінювання абсолютно чорного тіла є муфельні печі, які спочатку поглинають енергію, а потім віддають
20. І закон теплового випромінювання – закон Кірхгофа Закон Кірхгофа: для рівноважних станів тіл для будь-яких довжин
21. ІІ закон теплового випромінювання – ЗАКОН СТЕФАНА – БОЛЬЦМАНА Енергетична світність абсолютно чорного тіла пропорційна четвертому
23. Пірометр – прилад, призначений для безконтактного вимірювання високої радіаційної температури тіл по їх сумарному тепловому випромінюванню
24. ІІІ закон теплового випромінювання – ЗАКОН ЗМІЩЕННЯ ВІНА - стала закону зміщення Віна. Закон зміщення Віна:
25. Практичне використання закону Віна
26. 1900 р. Релей (пізніше Джинс) отримали всю криву спектрального розподілу випромінювання чорного тіла r(λ, T) виходячи
27. Висновки 1 Узгоджується з експериментом лише в області довгих хвиль; 2 Випромінювальна здатність чорного тіла стає
28. Формула Планка Планк припустив, що світло випромінюється порціями – квантами. Енергія кванта світла h = 6,626·10–34
30. Скачать презентацию

Слайд 2

План лекції
Досліди Лебедєва.
Рентгенівське випромінювання.
Ефект Комптона.
Рівноважне випромінювання та його характеристики.
Закони теплового випромінювання.
Оптична

пірометрія.(самостійно)

Слайд 3

1. Тиск світла. Досліди Лебедєва
нормальна складова імпульсу фотона, що падає на

на площадку dS за час dt
тиск світла
коефіцієнт дзеркально відбивання

При = 0,5 тиск світла 0,000007Па

Слайд 4

Наслідки дії сили тиску:
Утворення хвостів комет
Незаплановане обертання супутників Землі.
Прискорення частинок лазерним

променем.
При розгляді гравітаційної взаємодії частинок (гравітаційна - пропорційна кубу радіусу частинки, а тиск світла - квадрату частинки)

Слайд 5

2. Рентгенівське випромінювання
Довжина рентгенівської хвилі

Слайд 6

Катод
Анод
Свинцевий екран
рентген промені

Слайд 7

3. Ефект Комптона
45
45
Енергія електрону
Енергія розсіяного фотону

Слайд 8

Відповідно до теореми косинусів
Відповідно до закону збереження
імпульсу фотона і електрона

під час
зіткнення маємо:

Слайд 9

Комптонівська довжина хвилі

Слайд 10

2. Рівноважне випромінювання та його характеристики
Теплове випромінювання є рівноважним, тобто може

знаходиться в тепловій рівновазі з речовиною.

Слайд 11

Теплове випромінювання
це електромагнітне випромінювання, яке виникає за рахунок внутрішньої енергії

випромінюючого тіла.
залежить тільки від температури та оптичних
властивостей тіла.
Будь-яке тіло, температура якого вища за абсолютний нуль дає
теплове випромінювання.
Експерименти свідчать, що теплове випромінювання має безперервний спектр.
Це означає, що нагріте тіло випускає деяку кількість енергії випромінювання у будь-якому діапазоні частот або довжин хвиль. Розподіл енергії випромінювання тіла по спектру залежить від температури тіла.

Слайд 12

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ
Потік енергії – загальна кількість енергії, яка випромінюється

тілом за одиницю часу (енергетична потужність):

Слайд 13

Енергію, яка припадає на одиничний діапазон частот, називають спектральною випромінювальною

здатністю тіла або спектральною густиною енергетичної світності

Слайд 14

Інтегральна випромінювальна здатність або енергетична світність визначається потоком енергії, яка випромінюється

з одиниці поверхні тіла у всіх напрямках і на всіх довжинах хвиль (частотах):

Енергетична світність та спектральна випромінювальна здатність пов’язані між собою залежністю:

Слайд 15

Спектральна поглинальна здатність тіла характеризує процес поглинання випромінювання тілом. Виділимо вузький

інтервал частот від до . .
- потік випромінювання, що падає на поверхню тіла.
- потік енергії, що поглинається тілом.
Поглинальна здатність (коефіцієнт поглинання) тіла на частоті . показує, яка частка падаючого на тіло випромінювання частоти . , поглинається тілом
Це безрозмірна величина.

Слайд 16

Будь-яке реальне тіло поглинає випромінювання різних частот по різному залежно від

його температури. Тому спектральна поглинальна здатність тіла є функцією частоти , вид якої змінюється при зміні температури тіла .
Тіло, поглинальна здатність якого менша за одиницю і однакова на всьому діапазоні частот, називають сірим тілом.
Інтегральна поглинальна здатність (коефіцієнт чорноти) тіла називається

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Близькими до випромінювання абсолютно чорного тіла є муфельні печі, які спочатку

поглинають енергію, а потім віддають її.
Сонце і зірки є тілами надзвичайно близькими до абсолютно чорного тіла за випромінюванням.
Закони теплового випромінювання встановлені для рівноважного випромінювання для абсолютно чорного або для сірого тіл.

Слайд 20

І закон теплового випромінювання – закон Кірхгофа
Закон Кірхгофа: для рівноважних станів

тіл для будь-яких довжин хвиль і температур відношення випромінювальної здатності до поглинальної здатності не залежить від матеріалу тіла і є функцією тільки температури та частоти:

При переході до інших довжин хвиль або при зміні температури тіла числове значення цього відношення змінюється, але при нових фіксованих значеннях температури і довжини хвилі теж залишається сталим для будь-яких тіл. Це означає, що є універсальною функцією розподілу енергії в спектрі рівноважного теплового випромінювання будь-яких тіл. Закон Кірхгофа випливає з другого закону термодинаміки, відповідно до якого при тепловій рівновазі в ізольованій системі будь-які тіла, що входять у цю систему, не можуть обмінюватися теплотою.

Слайд 21

ІІ закон теплового випромінювання – ЗАКОН СТЕФАНА – БОЛЬЦМАНА
Енергетична світність

абсолютно чорного тіла пропорційна четвертому ступеню абсолютної температури:

- стала Стефана – Больцмана,

Закон Стефана – Больцмана для сірого тіла

- інтегральний коефіцієнт поглинання (коефіцієнт чорноти)

Слайд 22

Слайд 23

Пірометр – прилад, призначений для безконтактного вимірювання високої радіаційної температури тіл

по їх сумарному тепловому випромінюванню по всім довжинам хвиль

Слайд 24

ІІІ закон теплового випромінювання – ЗАКОН ЗМІЩЕННЯ ВІНА
- стала

закону зміщення Віна.

Закон зміщення Віна: (1893 р.) довжина хвилі, що відповідає максимальній випромінювальній здатності абсолютно чорного тіла при заданій температурі обернено пропорційна температурі тіла

Слайд 25

Практичне використання закону Віна

Слайд 26

1900 р. Релей (пізніше Джинс) отримали всю криву спектрального розподілу випромінювання чорного

тіла r(λ, T) виходячи з теореми про рівномірний розподіл енергії за ступенями вільності в стані термодинамічної рівноваги. Ця теорема була застосована Релеєм до рівноважного випромінювання в порожнині.
Формула Релея – Джинса

"ультрафіолетова катастрофа" П.С.Эренфест

Слайд 27

Висновки
1 Узгоджується з експериментом лише в області довгих хвиль;
2 Випромінювальна

здатність чорного тіла стає нескінченною
рівновага можлива лише при абсолютному нулю.

Ф-ла Релея - Джинса

Слайд 28

Формула Планка
Планк припустив, що світло випромінюється порціями – квантами. Енергія кванта

світла

h = 6,626·10–34 Дж·с - стала Планка. Стала Планка – це універсальна константа, яка відіграє у квантовій механіці величезну роль

Формула Планка

Тиск світла

Содержание

1. Тиск світла. Досліди Лебедєванормальна складова імпульсу фотона, що падає на

Наслідки дії сили тиску:Утворення хвостів кометНезаплановане обертання супутників Землі.Прискорення частинок лазерним

2. Рентгенівське випромінюванняДовжина рентгенівської хвилі

КатодАнодСвинцевий екранрентген промені

3. Ефект Комптона4545Енергія електронуЕнергія розсіяного фотону

Відповідно до теореми косинусівВідповідно до закону збереження імпульсу фотона і електрона