Crno tijelo upljina emitira i apsorbira zraenje poput
Crno tijelo Šupljina emitira i apsorbira zračenje poput crnog tijela!
Tipična krivulja zračenja crnog tijela (na apsolutnoj temperaturi T) Površina ispod krivulje je proporcionalna ukupnom intenzitetu zračenja! lmax= valna dužina kod koje je intenzitet zračenja maksimalan
Experimentalne činjenice zračenja crnog tijela 1878 Stefan-Boltzmanlov zakon: Ukupna energija emitirana sa jedinice površine u jedinici vremena: Stefan-Boltzmanova konstanta: Wienov zakon: Maksimalan intenzitet zračenja kod valne dužine: Wienova konstanta:
Zračenje crnog tijela Vidljiv dio spektra lmax=5084 A 0 5700 K, temperatura površine Sunca
Plankov zakon zračenja Max Planck, 14. 12. 1900. (rođenje kvantne teorije) Dobio izraz koji u potpunosti objašnjava eksperiment: Planckova konstanta: Radikalna ad hoc hipoteza: Oscilator frekvencije n prima (daje) energiju samo u paketima E=hn ! Energija zračenja je kvantizirana! h – nova fundamentalna konstanta prirode!
Zračenje crnog tijela na sobnoj temperaturi (T=273 K) lmax=0. 001 cm U(T)=5. 576 10 -6 Jm-3 Ukupna gustoća energije zračenja F(T)=418 W m-2 Ukupna energija emitirana s jedinice površine (1 m 2)
Pozadinsko zračenje svemira (T=2. 8 K) 1965 Arno Penzias i Robert Wilson lmax=0. 1035 cm U(T)=4. 65 10 -14 Jm-3 Ukupna gustoća energije zračenja F(T)=3. 48 10 -6 W m-2 Ukupna energija emitirana s jedinice površine (1 m 2)
Pitanja Zračenje crnog tijela • Što je crno tijelo? • Što je gustoća energije zračenja a što emitirana energija zračenja? • Kakva je veza tih dviju energija? • Nacrtajte tipičnu krivulju zračenja crnog tijela! • Koje su eksperimentalne činjenice zračenja crnog tijela? • Što kaže Stefan-Boltzmanov zakon? • Što kaže Wienov zakon? • Kako su Rayleigh i Jeans pokušali objasniti zračenje crnog tijela? U čemu je bio problem s tim objašnjenjem? • Kako glasi Planckov zakon zračenja? • Na kojoj predpostavci je Planck temeljio svoj zakon zračenja? U čemu je suština te pretpostavke? • U čemu je značaj Planckove konstante? • Što je to pozadinsko zračenje svemira? • Komad željeza na 2000 K zrači više energije od istog komada željeza na 1000 K. Koliko puta više? • Na približno kojoj valnoj dužini Sunce zrači najviše energije?
- Slides: 13