Термодинамика излучения. Начала молекулярнокинетической теории

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Термодинамика излучения. Начала молекулярнокинетической теории

Содержание

2. Термодинамика излучения Излучение находится в центре внимания физики. Квантовая теория излучения представляет излучение как поток фотонов
3. Термодинамика излучения Одним из видов излучения является излучение нагретых тел. «Нагретое тело» имеет любую температуру, кроме
4. Термодинамика излучения Так как это излучение не выходит наружу, оно называется излучением абсолютно черного тела. Равновесное
5. Термодинамика излучения
6. Термодинамика излучения
7. Термодинамика излучения
8. Термодинамика излучения Прозрачность атмосферы
9. Взаимодействие излучения с веществом
10. Взаимодействие излучения с веществом
11. Взаимодействие излучения с веществом
12. Взаимодействие излучения с веществом
13. Взаимодействие излучения с веществом
14. Взаимодействие излучения с веществом
15. Взаимодействие излучения с веществом
16. Взаимодействие излучения с веществом
17. Взаимодействие излучения с веществом
18. Взаимодействие излучения с веществом
19. Взаимодействие излучения с веществом
20. Закон Стефана-Больцмана Фотон поглощается стенкой. Он передает стенке импульс, равный E/c, где E – энергия фотона.
21. Закон Стефана-Больцмана
22. Закон Стефана-Больцмана
23. Закон Стефана-Больцмана
24. Закон Стефана-Больцмана
25. Закон Стефана-Больцмана
26. Закон Стефана-Больцмана
27. Начала молекулярно-кинетической теории Экспериментальный материал термодинамику обобщает и систематизирует молекулярно-кинетическая теория. Теория поддерживает атомистическое мировоззрение, Теория
28. Начала молекулярно-кинетической теории
29. Начала молекулярно-кинетической теории Молекулярно-кинетическая теория опирается на законы механики – в первую очередь на законы сохранения
30. Элементы теории вероятностей Событиями будем называть явления, которые в результате некоторого опыта могут произойти или не
31. Элементы теории вероятностей Вероятностью события это отношение опытов, в котором это событие произошло к общему количеству
32. Элементы теории вероятностей Пусть в коробке находится 35 красных, 40 зелёных и 25 белых шаров, всего
33. Элементы теории вероятностей
34. Элементы теории вероятностей Случайной величиной называется величина, которая в результате опыта может принять то или иное
35. Элементы теории вероятностей Тот факт, что в результате опыта случайная величина приняла некоторое значение есть событие,
36. Элементы теории вероятностей Законом распределения (или просто – распределением) случайной величины называется соотношение, устанавливающее связь между
37. Элементы теории вероятностей Тот факт, что в результате проведения опытов непрерывная случайная величина приняла значения, лежащие
38. Элементы теории вероятностей
39. Средние значения случайной величины Вычисление средних по большому числу молекул значений различных величин: скорости, энергии и
40. Средние значения случайной величины
41. Средние значения случайной величины
42. Средние значения случайной величины
43. Средние значения случайной величины
44. Идеальный газ с молекулярно-кинетической точки зрения С точки зрения молекулярной теории идеальный газ – это теоретическая
45. Идеальный газ с молекулярно-кинетической точки зрения Молекулы идеального газа находятся в основном в состоянии равномерного и
46. Направления движения молекул Выберем некоторое направление, характеризуемое углами θ и ϕ сферической системы координат Нас интересует
47. Направления движения молекул На единичной сфере задаваемые этими направлениями линии задают вершины криволинейного четырехугольника малой площади
48. Направления движения молекул
49. Направления движения молекул
50. Вероятность значения скорости
51. Среднее значение скорости
52. Среднее значение скорости
53. Давление идеального газа Давление в сосуде с газом создается ударами молекул о его стенку. Будем считать
54. Давление идеального газа При соударении стенка со стороны молекулы испытывает зависящую от времени силу в направлении
55. Давление идеального газа
56. Давление идеального газа
57. Давление идеального газа
58. Давление идеального газа
59. Давление идеального газа
60. Температура Вопрос о связи температуры средней энергии молекул газа мы обсуждали в лекции 12. «Если два
61. Температура
62. Уравнение идеального газа
64. Скачать презентацию

Слайд 2

Термодинамика излучения
Излучение находится в центре внимания физики.
Квантовая теория излучения представляет излучение

как поток фотонов – элементарных частиц.
Свойства фотонов
1 . Скорость фотонов равна скорости света.
2. Энергия фотона Е = hν.
h =6.626⋅10-34 Дж⋅с – постоянная Планка,
ν - частота излучения.

Слайд 3

Термодинамика излучения
Одним из видов излучения является излучение нагретых тел.
«Нагретое тело» имеет

любую температуру, кроме 0 К.
Электромагнитное излучение, находящееся в равновесии с окружающими телами, называется тепловым, или равновесным.

Слайд 4

Термодинамика излучения
Так как это излучение не выходит наружу, оно называется излучением

абсолютно черного тела.
Равновесное излучение в полости можно рассматривать как термодинамическую систему, обладающую
температурой (температура стенок), объемом (объем полости)
давлением
Излучение можно рассматривать как фотонный газ.

Слайд 5

Термодинамика излучения

Слайд 6

Термодинамика излучения

Слайд 7

Термодинамика излучения

Слайд 8

Термодинамика излучения
Прозрачность атмосферы

Слайд 9

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 10

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 11

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 12

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 13

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 14

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 15

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 16

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 17

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 18

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 19

Взаимодействие излучения с веществом

Слайд 20

Закон Стефана-Больцмана
Фотон поглощается стенкой.
Он передает стенке импульс, равный E/c, где

E – энергия фотона.
По принципу детального равновесия стенка должна испустить такой же фотон в том же направлении.
При этом она получит импульс отдачи также равный E/c.
Суммарный импульс, получаемый стенкой в результате взаимодействия с фотонным газом равен 2 E/c.

Слайд 21

Закон Стефана-Больцмана

Слайд 22

Закон Стефана-Больцмана

Слайд 23

Закон Стефана-Больцмана

Слайд 24

Закон Стефана-Больцмана

Слайд 25

Закон Стефана-Больцмана

Слайд 26

Закон Стефана-Больцмана

Слайд 27

Начала молекулярно-кинетической теории
Экспериментальный материал термодинамику обобщает и систематизирует молекулярно-кинетическая теория.
Теория

поддерживает атомистическое мировоззрение,
Теория связывает воедино механику и термодинамику
Теория рассматривает обширный класс явлений, который невозможно ни объяснить, ни описать другими способами

Слайд 28

Начала молекулярно-кинетической теории

Слайд 29

Начала молекулярно-кинетической теории
Молекулярно-кинетическая теория опирается на законы механики – в первую

очередь на законы сохранения энергии и импульса.
В основе ее математического аппарата лежит теория вероятностей.

Слайд 30

Элементы теории вероятностей
Событиями будем называть явления, которые в результате некоторого опыта

могут произойти или не произойти.
Если в данном опыте событие обязательно происходит, его называют достоверным, если оно не может произойти, его называют невозможным.

Слайд 31

Элементы теории вероятностей
Вероятностью события это отношение опытов, в котором это событие

произошло к общему количеству опытов.
Подбросим вращающуюся монетку.
Равновозможных случая два или выпадение «орла» или «решки», и событие выпадения «орла» одно из равновозможных. Соответственно вероятность выпадения «орла» равна 1/2.
Таким образом вероятность выпадения «орла» дважды подряд, равна ¼, а вероятность выпадения хотя бы одного «орла» при двух бросаниях будет равна 3/4.

Слайд 32

Элементы теории вероятностей
Пусть в коробке находится 35 красных, 40 зелёных и

25 белых шаров, всего их 100
Вероятность вынуть красный шар равна 35/100,
белый шар 1/4,
зелёный 4/10.
Лишь при достаточно большом числе испытаний получаемые результаты будут стремиться к указанным выше.

Слайд 33

Элементы теории вероятностей

Слайд 34

Элементы теории вероятностей
Случайной величиной называется величина, которая в результате опыта может

принять то или иное значение, причем неизвестно, какое именно.
Случайные величины бывают дискретными. Примером может служить число попаданий в мишень неподготовленным стрелком при десяти выстрелах.
Примером непрерывной случайной величины может служить расстояние от центра мишени при выстрелах.

Слайд 35

Элементы теории вероятностей
Тот факт, что в результате опыта случайная величина приняла

некоторое значение есть событие, которое может характеризоваться вероятностью P.
Это – вероятность возможных значений дискретной случайной величины (для краткости говоря «вероятность величины X).
Сумма вероятностей всех значений дискретной случайной величины равна 1.

Слайд 36

Элементы теории вероятностей
Законом распределения (или просто – распределением) случайной величины называется

соотношение, устанавливающее связь между значениями случайной величины и соответствующими им вероятностями.
Законом распределения дискретной случай величины называется таблица, в которой перечислены значения случайной величины и соответствующие им вероятности.

Слайд 37

Элементы теории вероятностей
Тот факт, что в результате проведения опытов непрерывная случайная

величина приняла значения, лежащие в интервале [x, x+dx] есть событие, характеризуемое элементом вероятности dW. Это – вероятность того, что возможные значения случайной величины окажутся в этом интервале.

Слайд 38

Элементы теории вероятностей

Слайд 39

Средние значения случайной величины
Вычисление средних по большому числу молекул значений различных

величин: скорости, энергии и т.д. является одной из задач молекулярно-кинетической теории.
Эта задача решается методами теории вероятностей.
Средние значения мы будем обозначать скобками - .

Слайд 40

Средние значения случайной величины

Слайд 41

Средние значения случайной величины

Слайд 42

Средние значения случайной величины

Слайд 43

Средние значения случайной величины

Слайд 44

Идеальный газ с молекулярно-кинетической точки зрения
С точки зрения молекулярной теории идеальный

газ – это теоретическая модель газа, в которой пренебрегается взаимодействием между молекулами (за исключением взаимодействий в краткие моменты столкновений).
В воздухе, например, среднее расстояние между молекулами примерно в 103 больше их размера, поэтому очевидно, что при рассмотрении многих явлений взаимодействием молекул можно пренебречь.

Слайд 45

Идеальный газ с молекулярно-кинетической точки зрения
Молекулы идеального газа находятся в основном

в состоянии равномерного и прямолинейного движения.
Все направления движения в отсутствие внешнего поля равновероятны.
Движение имеет хаотический характер, так как после каждого столкновения скорости и направления движения существенным образом меняются.

Слайд 46

Направления движения молекул
Выберем некоторое направление, характеризуемое углами θ и ϕ сферической

системы координат
Нас интересует доля молекул, движущихся именно в этом направлении
Можно говорить только о вероятности иметь направление в малых интервалах углов от θ до θ + dθ и от υ до υ + dυ. Эти углы задают в пространстве 4 направления

Слайд 47

Направления движения молекул
На единичной сфере задаваемые этими направлениями линии задают вершины

криволинейного четырехугольника малой площади
dS = sinθ dθ dϕ = dΩ,
где dΩ – элемент так называемого телесного угла.

Слайд 48

Направления движения молекул

Слайд 49

Направления движения молекул

Слайд 50

Вероятность значения скорости

Слайд 51

Среднее значение скорости

Слайд 52

Среднее значение скорости

Слайд 53

Давление идеального газа
Давление в сосуде с газом создается ударами молекул о

его стенку.
Будем считать удары абсолютно упругими.
Сначала рассмотрим удар одной молекулы.
Ось, перпендикулярную стенке, обозначим за х.

Слайд 54

Давление идеального газа
При соударении стенка со стороны молекулы испытывает зависящую от

времени силу в направлении оси х,
Fх(t),
которая изменяется от нуля до некоторой максимальной величины в момент наиболее сильного контакта со стенкой и спадает опять до нуля после столкновения

Слайд 55

Давление идеального газа

Слайд 56

Давление идеального газа

Слайд 57

Давление идеального газа

Слайд 58

Давление идеального газа

Слайд 59

Давление идеального газа

Слайд 60

Температура
Вопрос о связи температуры средней энергии молекул газа мы обсуждали в

лекции 12.
«Если два тела с разной температурой привести в контакт, то рано или поздно их температуры станут равными.
Ровно то же самое произойдет со средней двух систем хаотически движущихся частиц, если так или иначе позволить им обмениваться энергией: средние энергии будут выравниваться.
Это наблюдение позволило высказать гипотезу о том, что температура пропорциональна средней кинетической энергии молекул.»

Слайд 61

Температура

Слайд 62

Термодинамика излучения. Начала молекулярнокинетической теории

Содержание

Термодинамика излученияИзлучение находится в центре внимания физики.Квантовая теория излучения представляет излучение

Термодинамика излученияОдним из видов излучения является излучение нагретых тел.«Нагретое тело» имеет

Термодинамика излученияТак как это излучение не выходит наружу, оно называется излучением

Термодинамика излучения

Термодинамика излучения

Термодинамика излучения

Термодинамика излученияПрозрачность атмосферы

Взаимодействие излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом

Взаимодействие излучения с веществом

Закон Стефана-БольцманаФотон поглощается стенкой. Он передает стенке импульс, равный E/c, где

Закон Стефана-Больцмана

Закон Стефана-Больцмана

Закон Стефана-Больцмана

Закон Стефана-Больцмана

Закон Стефана-Больцмана

Закон Стефана-Больцмана

Начала молекулярно-кинетической теорииЭкспериментальный материал термодинамику обобщает и систематизирует молекулярно-кинетическая теория. Теория

Начала молекулярно-кинетической теории

Начала молекулярно-кинетической теорииМолекулярно-кинетическая теория опирается на законы механики – в первую

Элементы теории вероятностейСобытиями будем называть явления, которые в результате некоторого опыта

Элементы теории вероятностейВероятностью события это отношение опытов, в котором это событие

Элементы теории вероятностейПусть в коробке находится 35 красных, 40 зелёных и

Элементы теории вероятностей

Элементы теории вероятностейСлучайной величиной называется величина, которая в результате опыта может

Элементы теории вероятностейТот факт, что в результате опыта случайная величина приняла

Элементы теории вероятностейЗаконом распределения (или просто – распределением) случайной величины называется

Элементы теории вероятностейТот факт, что в результате проведения опытов непрерывная случайная

Элементы теории вероятностей

Средние значения случайной величиныВычисление средних по большому числу молекул значений различных

Средние значения случайной величины

Средние значения случайной величины

Средние значения случайной величины

Средние значения случайной величины

Идеальный газ с молекулярно-кинетической точки зренияС точки зрения молекулярной теории идеальный

Идеальный газ с молекулярно-кинетической точки зренияМолекулы идеального газа находятся в основном

Направления движения молекулВыберем некоторое направление, характеризуемое углами θ и ϕ сферической

Направления движения молекулНа единичной сфере задаваемые этими направлениями линии задают вершины

Направления движения молекул

Направления движения молекул

Вероятность значения скорости

Среднее значение скорости

Среднее значение скорости

Давление идеального газаДавление в сосуде с газом создается ударами молекул о

Давление идеального газаПри соударении стенка со стороны молекулы испытывает зависящую от

Давление идеального газа

Давление идеального газа

Давление идеального газа

Давление идеального газа

Давление идеального газа

ТемператураВопрос о связи температуры средней энергии молекул газа мы обсуждали в

Температура

Уравнение идеального газа

Похожие презентации

Термодинамика излучения
Излучение находится в центре внимания физики.
Квантовая теория излучения представляет излучение

Термодинамика излучения
Одним из видов излучения является излучение нагретых тел.
«Нагретое тело» имеет

Термодинамика излучения
Так как это излучение не выходит наружу, оно называется излучением

Термодинамика излучения
Прозрачность атмосферы

Закон Стефана-Больцмана
Фотон поглощается стенкой.
Он передает стенке импульс, равный E/c, где

Начала молекулярно-кинетической теории
Экспериментальный материал термодинамику обобщает и систематизирует молекулярно-кинетическая теория.
Теория

Начала молекулярно-кинетической теории
Молекулярно-кинетическая теория опирается на законы механики – в первую

Элементы теории вероятностей
Событиями будем называть явления, которые в результате некоторого опыта

Элементы теории вероятностей
Вероятностью события это отношение опытов, в котором это событие

Элементы теории вероятностей
Пусть в коробке находится 35 красных, 40 зелёных и

Элементы теории вероятностей
Случайной величиной называется величина, которая в результате опыта может

Элементы теории вероятностей
Тот факт, что в результате опыта случайная величина приняла

Элементы теории вероятностей
Законом распределения (или просто – распределением) случайной величины называется

Элементы теории вероятностей
Тот факт, что в результате проведения опытов непрерывная случайная

Средние значения случайной величины
Вычисление средних по большому числу молекул значений различных

Идеальный газ с молекулярно-кинетической точки зрения
С точки зрения молекулярной теории идеальный

Идеальный газ с молекулярно-кинетической точки зрения
Молекулы идеального газа находятся в основном

Направления движения молекул
Выберем некоторое направление, характеризуемое углами θ и ϕ сферической

Направления движения молекул
На единичной сфере задаваемые этими направлениями линии задают вершины

Давление идеального газа
Давление в сосуде с газом создается ударами молекул о

Давление идеального газа
При соударении стенка со стороны молекулы испытывает зависящую от

Температура
Вопрос о связи температуры средней энергии молекул газа мы обсуждали в