900igr.net > Презентации по физике > Излучение > Физика Излучение.ppt
Предыдущая презентация
РЕКЛАМА
Следующая презентация
<<  Излучение света
Все презентации
Теория излучения  >>
Краткий курс лекций по физике
Краткий курс лекций по физике
Тема 1. КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ
Тема 1. КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ
Тепловое излучение – электромагнитное излучение, испускаемое веществом
Тепловое излучение – электромагнитное излучение, испускаемое веществом
Поток энергии, испускаемый единицей поверхности излучающего тела в
Поток энергии, испускаемый единицей поверхности излучающего тела в
Энергетическая светимость:
Энергетическая светимость:
Спектральная поглощательная способность тела: 1
Спектральная поглощательная способность тела: 1
Спектры излучения
Спектры излучения
Рисунок 1.1
Рисунок 1.1
Кирхгоф Густав Роберт (1824 – 1887) – немецкий физик
Кирхгоф Густав Роберт (1824 – 1887) – немецкий физик
Рисунок 1.2
Рисунок 1.2
Отношение испускательной к поглощательной способности не зависит от
Отношение испускательной к поглощательной способности не зависит от
Разлагая это излучение в спектр можно найти экспериментальный вид
Разлагая это излучение в спектр можно найти экспериментальный вид
Физика Излучение
Физика Излучение
Спектральная поглощательная способность тела: 1
Спектральная поглощательная способность тела: 1
1.3. Закон Стефана-Больцмана
1.3. Закон Стефана-Больцмана
Площадь над кривой
Площадь над кривой
Спектральная испускательная способность абсолютно черного тела
Спектральная испускательная способность абсолютно черного тела
В 1893 году немецкий ученый Вильгельм Вин рассмотрел задачу об
В 1893 году немецкий ученый Вильгельм Вин рассмотрел задачу об
Но в силу эффекта Доплера (увеличение частоты излучения, отраженного
Но в силу эффекта Доплера (увеличение частоты излучения, отраженного
Закон смещения Вина (1
Закон смещения Вина (1
Рэлей (Стретт) Джон Уильям (1842 – 1919) английский физик
Рэлей (Стретт) Джон Уильям (1842 – 1919) английский физик
Джинс Джеймс Хопвуд (1877 – 1946) – английский физик и астрофизик
Джинс Джеймс Хопвуд (1877 – 1946) – английский физик и астрофизик
В 1905 году Джинс уточнил расчеты Рэлея и окончательно получил:
В 1905 году Джинс уточнил расчеты Рэлея и окончательно получил:
Этот результат получил название «ультрафиолетовой катастрофы», так как
Этот результат получил название «ультрафиолетовой катастрофы», так как
Планк Макс Карл Эрнст Людвиг (1858 – 1947) – немецкий физик-теоретик,
Планк Макс Карл Эрнст Людвиг (1858 – 1947) – немецкий физик-теоретик,
Термодинамическая вероятность – число возможных микроскопических
Термодинамическая вероятность – число возможных микроскопических
Окончательный вид формулы Планка
Окончательный вид формулы Планка
(1
(1
2) В области больших частот, при из формулы Планка получаем формулу
2) В области больших частот, при из формулы Планка получаем формулу
Другая форма записи формулы Планка
Другая форма записи формулы Планка
Формула Планка блестяще согласуется с экспериментальными данными по
Формула Планка блестяще согласуется с экспериментальными данными по
Из формулы Планка, зная универсальные постоянные h, k и c, можно
Из формулы Планка, зная универсальные постоянные h, k и c, можно
Теоретически вывод этой формулы М. Планк изложил 14 декабря 1900 г. на
Теоретически вывод этой формулы М. Планк изложил 14 декабря 1900 г. на
Лекция окончена
Лекция окончена
Слайды из презентации «Физика Излучение» к уроку физики на тему «Излучение»

Автор: Кузнецов С.И.. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Физика Излучение.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 616 КБ.

Скачать презентацию
РЕКЛАМА

Физика Излучение

содержание презентации «Физика Излучение.ppt»
СлайдТекст
1 Краткий курс лекций по физике

Краткий курс лекций по физике

Кузнецов Сергей Иванович доцент к. ОФ ЕНМФ ТПУ

Сегодня: суббота, 29 октября 2011 г.

2 Тема 1. КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ

Тема 1. КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ

1.1. Тепловое излучение и люминесценция

1.2. Закон Кирхгофа

1.3. Закон Стефана-Больцмана

1.4. Закон смещения Вина

1.5. Формула Рэлея-Джинса

1.6. Теория Планка

Х

3 Тепловое излучение – электромагнитное излучение, испускаемое веществом

Тепловое излучение – электромагнитное излучение, испускаемое веществом

возникающее за счет его внутренней энергии. Все другие виды свечения (излучения света), возбуждаемые за счет любого другого вида энергии, кроме теплового, называются люминесценцией:

Хемилюминесценция

Электролюминесценция

Фотолюминесценция

Опыт показывает, что единственным видом излучения, которое может находиться в равновесии с излучающими телами, является тепловое излучение.

1.1. Люминесценция и тепловое излучение

Х

4 Поток энергии, испускаемый единицей поверхности излучающего тела в

Поток энергии, испускаемый единицей поверхности излучающего тела в

единицу времени во всех направлениях называется энергетической светимостью тела (R) [R] = Вт/м2.

(1.2.1)

,Т -спектральная плотность энергетической светимости или лучеиспускательная способность тела.

Таким образом,

- Есть функция ? и T

Соответственно и

;

1.2. Закон Кирхгофа

.

Х

5 Энергетическая светимость:

Энергетическая светимость:

(1.2.2)

Или

Поглощательная способность тела.

Для тела, полностью поглощающего излучения всех частот

- Абсолютно черное тело.

И меньше единицы - серое тело.

Реальное тело всегда отражает часть энергии падающего на него излучения

Х

6 Спектральная поглощательная способность тела: 1

Спектральная поглощательная способность тела: 1

? абсолютно черное тело; 2 ? серое тело; 3 ? реальное тело.

7 Спектры излучения

Спектры излучения

Типы спектров: непрерывные

Основная проблема – понять наблюдаемое распределение излучения испускаемого черным тел по длинам волн.

Излучение абсолютно черного тела. Непрерывный спектр.

8 Рисунок 1.1

Рисунок 1.1

Такая система через некоторое время придет в состояние теплового равновесия

Х

9 Кирхгоф Густав Роберт (1824 – 1887) – немецкий физик

Кирхгоф Густав Роберт (1824 – 1887) – немецкий физик

Работы посвящены электричеству, механике, гидродинамике, математической физике, оптике, гидродинамике.

Построил общую теорию движению тока в проводниках. Развил строгую теорию дифракции. Установил один из основных законов теплового излучения, согласно которому отношение испускательной способности тела к поглощательной не зависит от природы излучающего тела (закон Кирхгофа). Густав Кирхгоф в 1856 году сформулировал закон (он же в 1862 году предложил модель абсолютно черного тела).

Х

10 Рисунок 1.2

Рисунок 1.2

Х

11 Отношение испускательной к поглощательной способности не зависит от

Отношение испускательной к поглощательной способности не зависит от

природы тела, оно является для всех тел одной и той же универсальной функцией частоты и температуры:

(1.2.3)

– универсальная функция Кирхгофа

Сажа или платиновая чернь имеют поглощающую способность

Х

12 Разлагая это излучение в спектр можно найти экспериментальный вид

Разлагая это излучение в спектр можно найти экспериментальный вид

функции f(?,?T).

Рисунок 1.3

Х

13
14 Спектральная поглощательная способность тела: 1

Спектральная поглощательная способность тела: 1

? абсолютно черное тело; 2 ? серое тело; 3 ? реальное тело всегда отражает часть энергии падающего на него излучения.

15 1.3. Закон Стефана-Больцмана

1.3. Закон Стефана-Больцмана

Австрийский физик Стефан в 1879 году анализируя экспериментальные данные, пришел к выводу, что энергетическая светимость любого тела пропорциональна Т 4.

Больцман Людвиг (1844 – 1906) – австрийский физик-теоретик, один из основоположников классической статической физик. Основные работы в области кинетической теории газов, термодинамики и теории излучения. Вывел основное кинетическое уравнение газов, являющееся основой физической кинематики. Впервые применил к излучению принципы термодинамики. Позднее Больцман, применив термодинамический метод к исследованию черного излучения, показал, что это справедливо только для абсолютно черного тела.

Х

16 Площадь над кривой

Площадь над кривой

Равна

– закон Стефана-Больцмана

– постоянная Стефана-Больцмана.

Х

17 Спектральная испускательная способность абсолютно черного тела

Спектральная испускательная способность абсолютно черного тела

18 В 1893 году немецкий ученый Вильгельм Вин рассмотрел задачу об

В 1893 году немецкий ученый Вильгельм Вин рассмотрел задачу об

адиабатическом сжатии черного излучения цилиндрическом сосуде. При вдвижении поршня энергия излучения единицы объема (плотность энергии) будет возрастать по двум причинам: • за счёт уменьшения объема (общая величина энергии постоянна); • за счёт работы совершаемой поршнем против давления излучения.

1.4. Законы смещения Вина

Х

19 Но в силу эффекта Доплера (увеличение частоты излучения, отраженного

Но в силу эффекта Доплера (увеличение частоты излучения, отраженного

от движущегося поршня) движение поршня приводит к изменению частоты излучения. Окончательно Вин получил:

(1.4.1)

где С1 и С2 постоянные, которые Вин не расшифровал.

.

Х

20 Закон смещения Вина (1

Закон смещения Вина (1

4.2).

Постоянная Вина

21 Рэлей (Стретт) Джон Уильям (1842 – 1919) английский физик

Рэлей (Стретт) Джон Уильям (1842 – 1919) английский физик

Работы посвящены теории колебаний, одним из основоположников которой он является, акустике, теории теплового излучения, молекулярной физике, гидродинамике, электромагнетизму,

оптике. Исследовал колебания упругих тел, первый обратил внимание на автоколебания. Заложил основы теории молекулярного рассеяния света, объяснил голубой цвет неба. Сконструировал рефрактометр (рефрактометр Рэлея). Рассмотрел равновесное излучение в замкнутой полости с зеркальными стенками как совокупность стоячих электромагнитных волн (осцилляторов).

1.5. Формула Рэлея-Джинса

Х

22 Джинс Джеймс Хопвуд (1877 – 1946) – английский физик и астрофизик

Джинс Джеймс Хопвуд (1877 – 1946) – английский физик и астрофизик

Основные физические исследование посвящены кинетической теории газов и теории.

теплового излучения. Вывел в 1905 формулу плотности энергии (закон Релея-Джинса). Работы Джинса посвящены также квантовой теории, математической теории электричества и магнетизма, теоретической механике, теории относительности.

Х

23 В 1905 году Джинс уточнил расчеты Рэлея и окончательно получил:

В 1905 году Джинс уточнил расчеты Рэлея и окончательно получил:

(1.5.1)

Это формула Релея - Джинса

Х

24 Этот результат получил название «ультрафиолетовой катастрофы», так как

Этот результат получил название «ультрафиолетовой катастрофы», так как

с точки зрения классической физики вывод Рэлея-Джинса был сделан безупречно.

Ультрафиолетовая катастрофа

Рэлей - Джинс

Планк

Вин

24

.

25 Планк Макс Карл Эрнст Людвиг (1858 – 1947) – немецкий физик-теоретик,

Планк Макс Карл Эрнст Людвиг (1858 – 1947) – немецкий физик-теоретик,

основоположник квантовой теории. Работы относятся к термодинамике, теории теплового.

излучения, теории относительности, квантовой теории, истории и методологии физики, философии науки. Вывел закон распределения энергии в спектре абсолютно черного тела. Ввел фундаментальную постоянную с размерностью действия. Формула закона Планка сразу же получила экспериментальное подтверждение.

1.6. Формула Планка

Х

26 Термодинамическая вероятность – число возможных микроскопических

Термодинамическая вероятность – число возможных микроскопических

комбинаций, совместимое с данным состоянием в целом.

Энергия осциллятора должна быть целым кратным некоторой единицы энергии, пропорциональной его частоте:

Минимальная порция энергии:

Х

27 Окончательный вид формулы Планка

Окончательный вид формулы Планка

Ультрафиолетовая катастрофа

Рэлей - Джинс

Планк

Вин

28 (1

(1

6.1).

1) В области малых частот, т.е. при

Получаем формулу Рэлея-Джинса

(1.6.2)

Из формулы Планка

Х

29 2) В области больших частот, при из формулы Планка получаем формулу

2) В области больших частот, при из формулы Планка получаем формулу

Вина.

3) Также из формулы Планка можно получить закон Стефана-Больцмана:

Отсюда можно вывести закон Стефана-Больцмана:

.

30 Другая форма записи формулы Планка

Другая форма записи формулы Планка

Х

31 Формула Планка блестяще согласуется с экспериментальными данными по

Формула Планка блестяще согласуется с экспериментальными данными по

распределению энергии в спектрах излучения черного тела во всем интервале частот и температур.

Ультрафиолетовая катастрофа

Планк

Рэлей - Джинс

Вин

31

.

32 Из формулы Планка, зная универсальные постоянные h, k и c, можно

Из формулы Планка, зная универсальные постоянные h, k и c, можно

вычислить постоянную Стефана-Больцмана ? и Вина b. С другой стороны, зная экспериментальные значения ? и b, можно вычислить h и k (именно так и было впервые найдено числовое значение постоянной Планка).

33 Теоретически вывод этой формулы М. Планк изложил 14 декабря 1900 г. на

Теоретически вывод этой формулы М. Планк изложил 14 декабря 1900 г. на

заседании Немецкого физического общества. Этот день стал датой рождения квантовой физики.

34 Лекция окончена

Лекция окончена

!!

«Физика Излучение»
http://900igr.net/prezentatsii/fizika/Fizika-Izluchenie/Fizika-Izluchenie.html
cсылка на страницу



РЕКЛАМА
Слайды
Презентация: Физика Излучение.ppt | Тема: Излучение | Урок: Физика | Вид: Слайды