Абсолютно чорне тіло і його випромінювання
Називається абсолютно чорне тіло таким тому, що воно поглинає всі потрапляє на нього (а точніше, в нього) випромінювання як у видимому спектрі, так і за його межами. Але якщо тіло не нагрівається, енергія переизлучается назад. Це випромінювання, що випускається абсолютно чорним тілом, представляє особливий інтерес. Перші спроби з вивчення його властивостей були пророблені ще до виникнення самої моделі.
На початку 19 століття Джон Леслі проводив експерименти з різними речовинами. Як виявилося, чорна сажа не тільки поглинає весь падаючий на неї видиме світло. Вона випромінювала в інфрачервоному діапазоні значно сильніше, ніж інші, більш світлі, речовини. Це було теплове випромінювання, яке відрізняється від усіх інших видів декількома властивостями. Випромінювання абсолютно чорного тіла рівноважний, однорідне, відбувається без переносу енергії і залежить тільки від температури тіла.
При досить високій температурі об`єкта теплове випромінювання стає видимим, і тоді будь-яке тіло, в тому числі і абсолютно чорне, набуває кольору.
Такий унікальний об`єкт, який випромінює виключно певний вид енергії, не міг не привернути увагу. Оскільки мова йде про теплове випромінювання, перші формули і теорії щодо того, як повинен виглядати спектр, були запропоновані в рамках термодинаміки. Класична термодинаміка змогла визначити, на якій довжині хвилі повинен знаходитися максимум випромінювання при даній температурі, в який бік і наскільки він зміститься при нагріванні і охолодженні. Однак не вдалося передбачити, яке розподіл енергії в спектрі абсолютно чорного тіла на всіх довжинах хвиль і, зокрема, в ультрафіолетовому діапазоні.
За уявленнями класичної термодинаміки, енергія може випромінюватися будь-якими порціями, в тому числі як завгодно малими. Але щоб абсолютно чорне тіло могло випромінювати на коротких довжинах хвиль, енергія деяких його частинок повинна бути дуже великою, а в області ультракоротких хвиль вона пішла б у нескінченність. У реальності це неможливо, нескінченність з`явилася в рівняннях і отримала назву ультрафіолетової катастрофи. Тільки теорія Планка про те, що енергія може випромінюватися дискретними порціями - квантами - допомогла вирішити утруднення. Сьогоднішні рівняння термодинаміки є окремими випадками рівнянь квантової фізики.
Спочатку абсолютно чорне тіло представляли як порожнину з вузьким отвором. Випромінювання ззовні потрапляє в таку порожнину і поглинається стінками. На спектр випромінювання, яким має володіти абсолютно чорне тіло, в такому випадку схожий спектр випромінювання з входу в печеру, отвори колодязя, вікна в темну кімнату сонячним днем і т.д. Але найбільше з ним збігаються спектри реліктового випромінювання Всесвіту і зірок, в тому числі Сонця.
Можна з упевненістю стверджувати, що чим більше в тому чи іншому об`єкті частинок, що володіють різними енергіями, тим сильніше його випромінювання буде нагадувати чернотельное. Крива розподілу енергії в спектрі абсолютно чорного тіла відображає статистичні закономірності в системі цих частинок, з тією лише поправкою, що передана при взаємодіях енергія дискретна.
Іонізуюче випромінювання Іонізуюче випромінювання - це, в загальному розумінні цього слова, різні види фізичних полів і мікрочастинок. Якщо розглядати з більш вузькою точки зору, не відносять до нього випромінювання ультрафіолетове і видимого діапазону світла, які в окремих…
Теплове випромінювання Теплове випромінювання (радіаційний) являє собою передачу теплової енергії, представлену електромагнітними хвилями, від одного тіла до іншого. Вона виникає за рахунок внутрішньої енергії даного тіла. При цьому довжина хвиль коливається від 0,74 до…
Радіоактивне випромінювання, його види та небезпеку для людини Радіоактивне випромінювання підрозділяється на різні види. Основна їх схожість полягає в тому, що всі вони високоенергетичних, проявляють біологічну дію ефектами іонізації з наступним протіканням хімічних реакцій в структурах живих клітин, що…
Постулати Бора Нільс Бор - знаменитий датський вчений, вперше довів несумісність класичних законів фізики і атомів. У зв'язку з цим ввів два допущення, відомі нині, як квантові постулати Бора. Вони спираються на модель атома, колись запропоновану Е. Резерфордом,…
Що таке реліктове випромінювання Незважаючи на застосування сучасних приладів і новітніх методів вивчення Всесвіту, питання її появи все ще залишається відкритим. У цьому немає нічого дивного, якщо врахувати її вік: згідно з останніми даними, він становить від 14 до 15 млрд. Років.…
Випромінювання Хокінга: таємниць більше не існує Стівен Хокінг - найбільший космолог і фізик-теоретик нашого часу. Народжений в 1942 році, майбутній вчений вже в 20 років почав відчувати проблеми зі здоров'ям. Бічний аміотрофічний склероз сильно утруднював навчання на факультеті теоретичної фізики…
Гамма-випромінювання. Що ми знаємо про це явище? Мало хто з нас знає про таке явище, як гамма-випромінювання, так як не всі ми володіємо спеціальними знаннями в галузі фізики.Отже, гамма-випромінювання являє собою одну з численних різновидів електромагнітного випромінювання. Довжина хвилі в даному…
Видиме випромінювання Напевно, ви чули про особливі електромагнітних хвилях, сприймаються людським оком, що займають певну ділянку спектра і мають довжину хвилі від 380 нм (для фіолетового) до 780 нм (для червоного). Це і є видиме випромінювання. Властивості його, що…
Енергія фотона Людині властиво намагатися пояснювати закони, відповідно до яких живе навколишній світ. На зорі Свідомості всі спостережувані природні явища приписувалися цілого сонму різних богів: дощ, грім, блискавка, вітер - всі вони зобов'язані своїм…
Ультрафіолетове випромінювання і його властивості Ультрафіолетове випромінювання - це електромагнітне випромінювання, довжина хвиль якого коливається від кордону фіолетового спектру до кордону рентгенівських променів. Варто відзначити, що перші згадки про це явище виникли ще в тринадцятому…
Спектральний аналіз та види спектрів Спектр - це поняття, введене Ісааком Ньютоном в сімнадцятому столітті, що позначає сукупність всіх значень будь-якої фізичної величини. Енергії, маси, оптичного випромінювання. Саме останнє часто мається на увазі, коли ми говоримо про спектр світла.…
Довжина хвилі. Червоний колір - нижня межа видимого спектру У природі не існує квітів як таких. Кожен відтінок, який ми бачимо, задає та чи інша довжина хвилі. Червоний колір утворюється під впливом самих довгих хвиль і являє собою одну з двох граней видимого спектру.Про природу кольоруВиникнення того чи…
Поновлювані джерела енергії. Важливість використання Під пильною увагою вчених останнім часом поновлювані джерела енергії. Прийшов той час, який змусило задуматися про завтрашній день і ясно зрозуміти, що використання корисних копалин Землі не може бути нескінченним.Поновлювані джерела енергії…