рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Жарықтың кванттық табиғаты

Жарықтың кванттық табиғаты - раздел Механика, Механика – механикалық қозғалыстар туралы ғылым Кванттық Оптика– Жарықтың Квантты&#...

Кванттық оптика– жарықтың кванттық қасиеті байқалатын құбылыстарды зерттейтін оптиканың бөлімі.

Оптикалық сәулеленудің түрлері.

Зат құрамына кіретін электр зарядтарының тербелістері электромагниттік жарық шығарудың алғышартары болып табылады, зат жарық шығарғанда әнергиясын жоғалтады.

Жарық шашырағанда және шағылғанда екінші ретті жарық толқындарының пайда болуы және заттың жарық шығару ұзақтығы жарық тербеліс периодына тең уақыт аралығында болады.

Егер жарық шығару жарық тербеліс периодынан ұзағырақ уақытта болса, онда жарық шығарудың екі түрі бар: 1) жылулық жарық шығару және 2) люминесценция.

Әр толқын ұзындығы үшін дене мен сәулеленудің арасындағы әнергияның үлесуі өзгермей қалатын күйді жүйенің (жарық шығарушы дененің) тепе-теңдік күйі деп айтады. Қыздыру нәтижесінде дененің жарық шығаруы – жылулық сәулеленуі деп аталады. Жылулық сәулелену - жарық шығарушы дене мен тепе-теңдік күйде болатын сәулеленудің жалғыз түрі болып табылады.

Жарықтың тербеліс периодынан ұзақ уақыт бойы берілген температурада дененің жылулық сәуленуінен артық болатын тепе-теңдік емес сәулелену люминесценция деп аталады.

 

Жылулық сәулелену және оның сипаттамалары

Жылулық сәулелену заттың атомдары мен молекулаларының жылулық қозғалыс әнергиясы нәтижесінде орын алады. Бұл құбылыс температурасы 0 К -нен жоғары температураларда барлық денелерге тән. Жылулық сәулелену - тепе-теңдік құбылыс – дене бірлік уақытта қанша әнергия жұтса, сонша әнергияны жарық ретінде шығарады.

Дененің әнергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығы - жылулық сәулеленудің сандық сипаттамасы болып табылады. – дене бетінің бірлік ауданынан шығатын жарықтың қуаты.

( - 1 секундта дененің ауданы 1м2 бетінен және жиіліктер интервалында шығарылатын электромагниттік сәулеленудің әнергиясы). Оның өлшем бірлігі – Джоуль бөлінеген метрдің шаршысы (Дж/м2). Сәуле шығару қабілетін толқын ұзындығының функциясы ретінде сипаттауға болады:

, онда .

бойынша интегралдық әнергетикалық жарқырау:

Денелердің жарық жұту қабілеті - спектрлік жұту қабілетімен сипатталады. Бұл шама әнергияның бірлік уақытта дененің бірлік ауданында жиіліктері және интервалында жататын электромагниттік толқындардың әнергияларының қандай бөлігі денемен жұтылатынын сипаттайды.

Абсолют қара дене

Кез келген температурада өзіне түскен барлық сәулелерді талғамай жұтатын дене абсолют қара дене деп аталады. Қара дененің барлық жиілік және температура үшін спектрлік жұтқыштық қабілеті бірге тең: . Абсолют қара денелер табиғатта жоқ, алайда қара күйе сияқты заттар жиіліктің белгілі бір интервалында абсолют қара денеге жақын келеді. Кішкене О тесігі бар іші толығымен қап-қара қуыс дене қара дененің идеал моделі болып табылады. Мұндай қуысқа кірген сәуле толығымен жұтылады.

Қара дене түсінігімен қатар сұр дене деген түсінік бар – жарық жұтқыштық қабілеті бірден аз, бірақ барлық жиілікке бірдей және температураға, материалға және дененің бетінің күйіне тәуелді денелер:

 

Кирхгоф заңы

Кирхгоф заңы денелердің сәуле шығарғыштық және жұтқыштық қабілеттері арасындағы байланысты анықтайды.

Дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің оның сәуле жұтқыштық қабілетіне қатынасы дененің табиғатына байланысты емес; барлық денелерге бірдей, сәуле толқын ұзындығымен температураға тәуелді - әмбебап функция болады, ол абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетіне тең.

 

Қара дене үшін , сол себепті Кирхгофтың әмбебап функциясы қара дененің әнергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығы (сәуле шығарғыштық қабілеті) болып табылады. Жылулық сәулелену теориясында - ң жиілікке және температурағаайқын тәуелділігін табу өте маңызды есеп болып табылады.

 

Стефан – Больцман заңы

Сұр дененің әнергетикалық жарқырауы ( бойынша интегралдық):

Мұндағы,

- қара дененің әнергетикалық жарқырауы тек температураға тәуелді. Бұл тәуелділікті Стефан – Больцман заңы сипаттайды: қара дененің әнергетикалық жарқырауы термодинамикалық температураның төртінші дәрежесіне пропорционал:

(сәйкесінше сұр дене үшін ), мұндағы - Стефан – Больцман тұрақтысы.

Виннің ығысу заңы

Стефан –Больцман заңы қара дененің сәуле шығаруының спектрлік құрылымы жөнінде ешқандай мэлімет бермейді. Қара дененің сәулелену спектрінде максимумның орналасуы Винның ығысу заңымен сипатталады:

Абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің максимал мәніне сәйкес келетін толқын ұзындығы λmax оның термодинамикалық температурасына кері пропорционал:

Мұндағы b=2,9·10-3м·К – Вин тұрақтысы.

 

Рэлей-Джинс және Вин формулалары

Рэлей және Джинс жылулық сәуле шығаруға классикалық әнергияларды еркіндік дәрежелері бойынша тең үлестіру заңын қолдана отырып, қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің жарық жиілігіне тәуелділігін сипаттайтын өрнек алды:

Мұндағы - меншікті жиілігі осциллятордың орташа әнергиясы.

Алайда осы өрнектен Стефан – Больцман заңын алу ұмтылысы физикалық мәні жоқ нәтижелерге алып келеді – ультракүлгін аймақта өте үлкен мәнге жетіп, шексіз өсе берді. Бұл нәтиже «ультракүлгіндік апат» деген атқа ие болды:

Рэлей – Джинс формуласы тек төмен жиіліктер аймағында және жоғары температураларда ғана тәжірибемен сәйкес болды. Жоғары жиіліктер аймағында Виннің формуласы (Виннің сәуле шығару заңы) тәжірибені жақсы сипаттады:

Мұндағы С1 және С2 – тұрақтылар.

 

Планктың кванттық гипотезасы

Макс Планк классикалық гармониялық осциллятордың теориясын атомдық осцилляторларға қолдануға жарамсыз деп жорыды; атомдық осцилляторлар әнергияны үздіксіз шығармайды, бірақ белгілі бір мөлшерде порциялармен – кванттармен шығарады деп жорамал жасады.

Кванттың әнергиясы:

 

мұндағы - Планк тұрактысы.

Механикада өлшемділігі «әнергия·уақыт» болатын шама бар. Ол шама әсер деп аталады. Сондықтан, кейде Планк тұрақтысын әсер кванты деп атайды. һ-ң өлшемділігі импульс моментімен сәйкес келеді.

Әнергия порциямен шығарылатындықтан, осциллятордың әнергиясы тек белгілі бір дискретті мәндерді ғана қабылдайды:

 

- осциллятор әнергиясының орташа мәнін кТ-ға тең деп алуға болмайды. Планк Больцманның бөлшектерді әнергия бойынша үлестіруін пайдаланды. Сонда осциллятордың жиілікте тербелу әнергиясының ықтималдылығы (1) өрнекте анықталған мәнге ие, мұндағы Ni – әнергиясы осциллятордың саны, N–барлық осцилляторлардың саны. Бұл формуладан осцилляторлардың орташа әнергиясы үшін өрнек алуға болады (2).

 

Сонда, Кирхгофтың әмбебап функциясы (3) формула арқылы анықталады – Планк формуласы - немесе (4) формула ретінде алуға болады. Мұнда толқын ұзындығының функциясы ( ескере отырып, ).

Төменгі жиіліктер аймағында ,

Планк формуласы Рэлей Джинс формуласына өтеді.

Стефан – Больцман заңы Планк формуласынан жиілік бойынша интеграл алғанда шығады.

Бұл жағдайда Стефан – Больцман тұрақтысы

тең.

Виннің ығысу заңы Планк формуласын әктремумдерге талдау жасағанда шығады:

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Механика – механикалық қозғалыстар туралы ғылым

Механикалы оз алыс деп сана ж йесі ретінде алын ан денемен салыстыр анда бас а бір денені... Механиканы кинематика ж не динамика сия ты б лімдері... Кинематика оз алыстарды себептерін арастырмай тек т рлерін арастырады...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Жарықтың кванттық табиғаты

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Айналу периоды Т деп дененің бір айналымға кеткен уақытын айтады, яғни дене 2p бұрышқа бұрылады
=Т уақыт мезетіне ∆j=2p айналу бұрышы сәйкес келетіндіктен,

Ілгерілемелі және айналмалы қозғалыстарды салыстыру
Ілгерілемелі қозғалыс Айналмалы қозғалыс 1. Бірқалыпты түзусызықты қозғалыс

Дененің массасы мен жылдамдығының көбейтіндісін импульс деп атайды
Импульстің бағыты жылдамдықтың бағытымен бағыттас. Бұл теңдеу ілг

Салыстырмалық теориясының элементтері
Галилей түрлендіруі Классикалық механикада, яғни (v<<c) Галилейдің салыстырмалылық механикасы

Денеге Жердің тартылу күшімен әсер ететін күшті ауырлық күші деп атайды
Дененің Жерге тартылуы кезінде оған қарсы әсер ететін екінші денеге түсетін күшті салмақ

Механикалық жұмыс
Жұмыс деп әсерлесуші денелердің бір-бірімен энергия алмасуының сандық өлшемін айтады. Түз

Дененің жұмыс істеу қабілеттілігінің сандық мөлшерін энергия деп атайды
Энергия жұмыспен тығыз байланысты болғандықтан, жұмыс қандай өлшем бірлікпен өлшенсе, энергия да сондай өлшем бірлікпен өлшенеді.

Соқтығысулар
Соқтығысу – екі немесе бірнеше денелердің, аз уақыт ішінде бір-бірімен әрекеттесуі. Екі түрлі соқтығысу бар: абсолют серпімді және

Атты дене механикасы
Қатты дененің айналуын қарастырғанда күш ұғымына, қоса күш моменті және масса ұғымына, қоса инерция моменті деген x

Пішіні бар массасы m біртекті денелердің инерция моменттері
N дене инерция моменті материалық нүкте

Атты дененің деформациясы
Қатты денелердің сыртқы күштің әсерінен пішіні мен өлшемін өзгертуін деформация деп атайды. Серіппенің деформациясын қарастыр

Сұйықтар мен газдардың қозғалысы
Заттың үш агрегаттық күйі белгілі: қатты, сұйық және газ күйлері. Қатты дене өзінің көлемі мен пішінін тұрақ

Идеал газ күйінің теңдеуі
Молекула-кинетикалық негізінде алынған теңдеулер газ күйін анықтайтын шамаларды өзара байланысатын қатарларды табуға мүмкіндік береді. Бұ

Идеал газ заңдары
Идеал газдар бағынатын заңдар әлдеқашан ашылған болатын. Бұл заңдардың барлығын да кинетикалық теория теңдеуінен шығарып алу&

Айтымды және қайтымсыз процесстер
  Қайтымды процесстер деп, кері бағытьта өткізуге болатын процессті тура бағытта өткізгенде жүйе қандай күйден

Нүктелік зарядтардың өзара әсерлесу заңы. Кулон заңы
Вакуумде орналасқан екі нүктелік қозғалмайтын зарядтардың арасындағы өзара әсерлесу күші зарядтарға тура пропорционал, зарядтардың

Электростатикалық өріс кернеулігі
Электростатикалық өріс деп қозғалмайтын электр зарядының тудырған өрісін атаймыз. Электростатикалық өрісті екі шамамен сипаттаймыз: потенциал (

Зарядтардың потенциалдық энергиясы
Дене электростатикалық өрісте потенциалдық энергияға ие, потенциалдық энергиялардын айырымы консервативті күштердің жұмысына тең. Сондықт

Тұрақты электр тогы. Электр тогы
  Егер өткізгіште электр өрісін туғызатын болсақ, онда заряд тасушылар реттелген қозғалысқа келеді: оң зарядтар өріске бағы

Электр қозғаушы күш
Егер өткізгіште электр өрісін тудырсақ және оны сақтауға әрекет жасамасақ, онда заряд тасушылардың қозғалысы өткізгіш бойында

Электр өрісінің энергиясы. Зарядтар жүйесінің энергиясы
  Зарядталған денелердің өзара әсерлесетін күштері консервативті болады (олардың жасаған жұмысы жолға байланыссыз). Зарядталu

Электр өрісінің энергиясы
Зарядталған конденсатордың энергиясына арналған формула (1)

Ом заңы. Өткізгіштердің кедергісі
Омның тәжірибе жүзінде тағайындаған заңы бойынша біртекті металл өткізгіштің бойымен ағатын ток күші осы өткізгішке түсірілге

Джоуль-Ленц заңы
Өткізгіштің бойымен ток жүргенде өткізгіш қызады. Джоуль және оған байланыссыз Ленц эксперимент жолымен өткізгіштен бөлініп шығатын жылу

Вакуумдағы магнит өрісі. Ток элементттерінің өзара әсерлесуі
  Қозғалмайтын электр зарядтары электр өрісін туғызады, қозғалатын электр зарядтары (басқа өріс) – магнит өрісін туғызады.

Магнетиктер. Диа-пара-феромагнетиктер
Магнетиктер деп өздігінен магнит өрісін тудыратын, болмаса сыртқы магнит өрісін өзгерте алатын ортаны айтады.Тағы да сыртқы өріске әкеліп ендір

Электромагниттік толқындар шкаласы
Жарық табиғаты екі негізді, дуализмді: жарықтың электромагниттік толқындық қасиеті және бөлшектік қасиеті бар. Электромагниттік толқ

Толқындық оптика. Жарық интерференциясы. Бірдей көлбеу және бірдей қалың жолақтар
Жарықтың толқындық теориясы Гюйгенс приципіне негізделген. Ол былай тұжырымдалады: толқын таралға

Жарық дифракциясы. Гюйгенс-Френель принципі
  Электромагниттік толқын біртекті ортада таралған кезде толқын фронтының геометриялық пішіні өзгермейді. Егер де толқын мөлдір емес ке

Жарық дисперсиясы. Дисперсияның электрондық теориясы
Жарық дисперсиясы Жарық дисперсиясы деп n сыну көрсеткішіні

Жарықтың поляризациясы. Брюстер және Малюс заны
Табиғи және поляризацияланған жарық Жарық денеге әсер еткенде жарық толқынның электромагниттік өрісіні&#

Фотоэффект заңдары
  Фотоэффект құбылысын электромагниттік теория тұрғысынан қарастырсақ, түскен жарық толқыны электр өрісі әсерінен мет

Фотонның массасы мен импульсі
  Фотон материалды, электрлік, нейтралды бөлшек. Фотон энергиясы немесе

Атомның ядролық моделі
20 ғасырдың бас кезінде атомның шын бар екендігі ешқандай күмәнсіз жалпылай мойындалды. Атом моделін ұсынған ағылшын физигі Дж.Томсон (1902-190

Атомдың спектрлер
Берілген дене шығаратын (немесе жұтатын) электромагникттік сәуле жиіліктерінің (немесе толқын ұзындықтарының)жиыны шығару(немесе жұтылу)

Сутегі атомының сызықтық спектрлері
Разрядталған газдардың (жеке атомдардың) сәуле шығаруының спектрін әкспериментальдық зерттеу әр элементті

Бордың кванттық теориясы
Резерфорд ұсынған модельге сәйкес атомның +Ze заряды бар өте кішкене,бірақ ауыр ядросы, оның төңірегінде z электрон болады. Бірақ атомны&

Атом ядросы
    Ядро жалпы орталық, кіндік, центр білдіреді. Атомның центрінде өлшемі 10-14-10-15м, атом массасының 99,9% шо&#

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги