Презентация на тему "Тепловое излучение и его природа"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Тепловое излучение

• 
  Слайд 2
  

  Тепловое излучение В зависимости от происхождения различают виды люминесценции (свечения) Хемилюминесценция Фотолюминесценция Электролюминесценция Тепловое излучение и т.д.

• 
  Слайд 3
  

  Тепловое излучение Тепловое излучение обусловлено нагревом тел, наблюдается при любой температуре. Приуменьшениитемпературы: maxсдвигается в длинноволновую сторону Уменьшается интенсивность. При Т≈ 300К – свечение в инфракрасной области

• 
  Слайд 4

  Напоминание

• 
  Слайд 5
  

  Тепловое излучение Тепловое излучение – равновесное. (распределение энергии между телом и излучением остается неизменным для каждой длины волны) Характеристика теплового излучения – поток энергии, испускаемый с единицы поверхности – энергетическая светимостьR. dRωT = rωTdω, rωT – испускательная способность. R =

• 
  Слайд 6
  

  Тепловое излучение dФω- поток энергии падающий на тело. dФ*ω – поток энергии поглощенной телом. dФ*ω / dФω = AωT - поглощательная способность.

• 
  Слайд 7
  

  Тепловое излучение Aωt =1абсолютно черное тело (АЧТ) AωT = A T = const <1 серое тело Модель АЧТ

• 
  Слайд 8
  

  Тепловое излучение Закон Кирхгофа Отношение испускательной способности к поглощательной способности не зависит от природы тела, для всех тел является одной и той же функцией частоты и температуры. Для АЧТ rωT =f (ωT) т.к. АωT =1

• 
  Слайд 9
  

  Тепловое излучение Закономерности излучение АЧТ При увеличенииТ: Максимум сдвигается в коротковолновую сторону Площадь под кривой увеличивается Закон Стефана-Больцмана Стефан (1879) показал, что R~T4 Больцман (1884) определил постоянную в этой зависимости. R = T4  =5,7 10-8 вт/м2 град4

• 
  Слайд 10
  

  Тепловое излучение Закономерности излучение АЧТ ЗаконсмещенияВина Вин (1893), показал, что функция должна иметь вид: f(ω,T) = ω3 F(ω/T) Это соотношение позволяет определить зависимость между maxи Т. Tmax =b b=2,9 106 нм град

• 
  Слайд 11
  

  Тепловое излучение Закономерности излучение АЧТ Релей и Джинс пытались определить искомую функцию исходя из теоремы о равнораспределении энергии по степеням свободы.

• 
  Слайд 12
  

  «Ультрафиолетовая катастрофа» - каждое тело, обладающее энергией дляизлучения, должно излучать ее практически полностью в ультрафиолетовой области и короче (при любой температуре )

  Тепловое излучение Закономерности излучение АЧТ Формула Релея- Джинса f(ω,T) = f(ωt) λ Ультрафиолетовая катастрофа!! Формула Релея Джинса согласуется с экспериментом лишь прибольших длинах волн (малых частотах)

• 
  Слайд 13
  

  Тепловое излучение Формула Планка Планк в1900 году нашел выражение для f(ω,T), соответствующее эксперименту. Свет излучается в виде отдельных порций энергии - квантов, величина которых пропорциональна частоте Е=hν = ħω. h= 2πћ =6,62 ·10-34дж сек Формула согласуется с экспериментом При малых частотах (больших λ) переходит в формулу Р-Д. Согласуется с законом Вина М.Планк (1864-1909)

• 
  Слайд 14
  

  ћ=1,054 10-34 дж сек Дж=нм=кгм2/c2дж с = кгм2 с/c2 =кгм2/c Mvr=кгм2/c

• 
  Слайд 15
  

  Квантовые свойства света Испускание электронов веществом под действием света. Открыт Герцем в 1887 году. Изучался Столетовым 1888-89 гг , Ленардом и Томсоном 1898 Обнаружены св-ва: « — » знак заряда Ультрафиолет более эффективен Величина заряда ~ поглощенной энергии Определен удельный заряд – подтверждается, что электроны. Фотоэффект

• 
  Слайд 16
  

  Квантовые свойства света Фотоэффект При U = 0I ≠ 0 Есть насыщение Iн ~Ф – з-н Столетова еU з =1/2( mV2max) По классической теории должна быть пороговая (минимальная) интенсивность, есть пороговая частота.

• 
  Слайд 17
  

  Фотоэлектрический эффект –явление выбивания светом электронов с поверхности проводника ( Эйнштейн) 1. 2. 3. 4.

• 
  Слайд 18
  

  Фотоэффект Квантовые свойства света Уравнение Эйнштейна hνmin = еφ – красная граница фотоэффекта (А=еφ)

• 
  Слайд 19
  

  Квантовые свойства света Тормозное рентгеновское излучение Рентген – э-м излучение с λ ≤ 100нм.. Возникает при бомбардировке быстрыми электронами твердых мишеней. К А U до 50 кВ

• 
  Слайд 20

  РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

  Два вида: Характеристическое- вызвано возбуждением внутренних электронных оболочек. Тормозное –при попадании электрона в твердое тело он тормозится - энергия переходит в тепло и в рентгеновское излучение. Согласно классической теории должны возникать волны с любой λ, λmaxдолжна смещаться в коротковолновую сторону при увеличении U (Энергия электрона = eU) Эксперимент показывает наличие коротковолновой границы. λmin = 1239/U

• 
  Слайд 21

  Тормозное рентгеновское излучение

   U = 40 кВ U = 30 кВ J min U = 50 кВ 0

• 
  Слайд 22

  ЭФФЕКТ КОМПТОНА (1922г)

  СПЕКТРОГРАФ J=f () РАССЕИВАЮЩЕЕ ВЕЩЕСТВО РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА ДИАФРАГМЫ  Квантовые свойства света

• 
  Слайд 23
  

  J J   '  ЭФФЕКТ КОМПТОНА

• 
  Слайд 24
  

  q Законы сохранения при взаимодействии фотона и электрона

• 
  Слайд 25

  Законы сохранения при взаимодействии фотона и электрона

  З-н сохр. энергии З-н сохр. импульса

• 
  Слайд 26
  

  Комтоновская длина волны электрона. Или учитывая связь длины волны и частоты – ν=с/λ

• 
  Слайд 27