Fizikalna optika Zakoni zraenja crnog tijela Emil atali

Fizikalna optika Zakoni zračenja crnog tijela Emil Šatalić

Fotometar je mjerni instrument za mjerenje jakosti svjetlosti. Temelji se na uspoređivanju osvijetljenosti neke površine poznatim izvorom svjetlosti i osvijetljenosti koja potječe od nepoznatog izvora. Danas su u primjeni samo fotoelektrični fotometri s fotoćelijama osjetljivima na zračenje. Za pouzdana mjerenja važno je točno poznavati ovisnosti osjetljivosti fotoćelije (fotoelementa) o valnoj duljini zračenja. Linearna ovisnost postiže se uporabom prikladnih filtara. Kod fotometrije vrlo slabih izvora koriste se fotoćelije s dodatnim elektronskim sklopom za umnožavanje sekundarnih elektrona kako bi se dobila struja mjerljive veličine. Fotoelektrični fotometri primjenjuju se u astronomskim i meteorološkim ispitivanjima (na primjer u aktinometriji), u kemijskim i fizičkim istraživanjima i analizama (na primjer u kolorimetriji i spektrofotometriji) i drugo. Postoje i fotometri za uspoređivanje svjetlosti različitih boja (heterokromni fotometar)

Spektar zračenja crnoga tijela Kada tijelo upije cjeokupno zračenje, koje padne na njega, u cijelom rasponu valnih duljina onda se ono naziva crno. Kada idealno crno tijelo ima ravnomjerno raspoređenu temperaturu po površini, ono emitira karakterističnu raspodjelu frekvencija koje ovisi o temperaturi. To se zove zračenje crnog tijela. Pojam crnog tijela objasnili smo na predhodnom predavanju i naglasili da u prirodi ne postoji i da mu se grafit vrlo dobro približava. Legurom nikla i fosora 2009. godine japanski znanstvenici približili su se idealnom crnom tijelu. (ugljična nanocijevčica)

Spektar zračenja crnog tijela za različite temperature (vidljivi dio spektra)

Wienov zakon pomaka Kada temperatura pada vršna vrijednost inteziteta je manja i pomiče se prema većim valnim duljinama.

Eksperimentalnim mjerenjima dolazi se do zaključka

Primjena Wienova zakona u astronomiji

Stefan Boltzmanov zakon Zakon toplinskog zračenja crnog tijela koji je eksperimentalno otkrio J. Stefan, a teorijski izveo njegov student L. Boltzman. Pod pojmom zračenje (radijacija) smatra se odašiljanje energije pomoću valova. Toplinsko zračenje je elektromagnetsko zračenje koje emitiraju tijela pri određenim temperaturama. Snaga zračenja crnog tijela razmjerna je četvrtoj potenciji termodinamičke temperature. Snaga zračenja razmjerna je površini tijela i konstanti.

Zadaci za vježbu 1. Za život na Zemlji najvažniji je izvor energije Sunce , a intezitet njegova zračenja maksimalan je na valnoj duljini 480 nm. Uz pomoć Wienova zakona izračunajte temperaturu Sunca. 2. Kojoj valnoj duljini pripada najveća energija zračenja apsolutno crnog tijela koje ima temperaturu jednaku povišenoj temperaturi ljudskog tijela od 38 stupnjeva Celzijusa? Kojem dijelu spektra zračenja pripada dobivena valna duljina? 3. Snaga zračenja apsolutno crnog tijela iznosi 28150 W. Odredite površinu s koje tijelo zrači ako je valna duljina kojoj pripada najveća energija 600 nm.

Zadatak za vježbu 4. Što je od navedenog točno za termodinamičku temperaturu apsolutno crnog tijela prema Wienovu zakonu? A. Proporcionalna je maksimalnoj valnoj duljini zračenja crnog tijela B. Obrnuto je promorcionalna maksimalnoj valnoj duljini zračenja crnog tijela C. Proporcinalna je valnoj duljini na kojoj crno tijelo zrači največim intezitetom. D. Obrnuto je proporcionalna valnoj duljini na koj crno tijelo zrači največim intezitetom

Glavnina ljudskog zračenja je u području infracrvenog zračenja. Neki su materijali prozirni za infracrveno zračenje , ali neprozirni za vidljivu svijetlost, kao plastična vrečica. Neki su materijali prozirni za vidljivu svjetlost , ali neprozirni i odbijaju infracrveno zračenje , kao staklo na naočalama. Normalna slika Infracrvena kamera Dijete s loptom

U prezentaciji ima namjernih i nenamjernih pogrešaka sve što ste uočili dostavite u vašem privitku rješenih zadataka. Hvala na pažnji!!!