ЗАКОНЫ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯОсновные
формулы
• Закон Стефана
— Больцмана
Мe=sT4
где
Me — энергетическая
светимость черного тела; Т — термодинамическая температура; s — постоянная
Стефана — Больцмана
[s = 5,67*10-8
Вт/(м2*К4)]. Ионизирующие
излучения и их взаимодействие с веществом
•
Энергетическая светимость серого тела
Мe=εsT4
«Сара Сиддонс в виде музы
трагедии» Знаменитая трагическая актриса Сара Сиддонс изображена восседающей
на троне в облаках. По обеим сторонам от неё - фигуры муз, погружённые в тень,
в то время как на героиню эффектно падает свет. Поза её горделива и величественна,
лицо, показанное почти в профиль, озарено вдохновением. Яркий и сочный колорит,
характерный для барокко контраст света и тени подчёркивают патетический дух изображения.
где ε — коэффициент теплового излучения (степень
черноты) серого тела.
Стабилизаторы
напряжения Промышленная электроника
•
Закон смещения Вина
λm=b/T,
где λm — длина волны, на которую
приходится максимум энергии излучения; b—постоянная закона смещения Вина
(b=2,90×10-3 м*К).
•
Формула Планка
где Mλ,T , Mw,T— спектральные плотности энергетической светимости черного
тела; λ — длина волны; w — круговая частота;
с— скорость света в вакууме; k — постоянная Больцмана; Т — термодинамическая
температура; h—постоянная
Планка; ħ=h/(2π) - постоянная Планка, деленная на 2π*.
•
Зависимость максимальной спектральной плотности энергетической светимости от
температуры
(Mλ,T)max=CT5,
где С—постоянная [С= 1,30*10-5 Вт/м3*K5)].
Пример 1. Исследование
спектра излучения Солнца показывает, что максимум спектральной плотности энергетической
светимости соответствует длине волны λ=500 нм Принимая Солнце за черное
тело, определить
1)
энергетическую светимость Me Солнца;
2)
поток энергии Фе, излучаемый Солнцем; 3) массу т
электромагнитных волн (всех длин), излучаемых Солнцем за 1 с.
Пример 2. Длина
волны λm , на которую
приходится максимум энергии в спектре излучения черного тела, равна 0,58 мкм.
Определить максимальную спектральную плотность энергетической светимости (Mλ,T)max , рассчитанную на интервал длин волн ∆λ=1нм, вблизи
λm.
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
ЭФФЕКТ
Пример 1. Определить
максимальную скорость vmax фотоэлектронов, вырываемых с поверхности серебра: 1)
ультрафиолетовым излучением с длиной волны λ1 =0,155 мкм; 2) γ-излучением с длиной волны λ2=2,47 пм.
Пример
2 Определить красную границу λ0
фотоэффекта для цезия, если при облучении его поверхности фиолетовым светом длиной
волны λ=400 нм максимальная скорость vmax фотоэлектронов равна 0,65 Мм/с.
ДАВЛЕНИЕ
СВЕТА. ФОТОНЫ.
Пример 1. Пучок
монохроматического света с длиной волны λ = 663 нм
падает нормально на зеркальную плоскую поверхность Поток энергии Фе=0,6
Вт. Определить силу F
давления, испытываемую этой поверхностью, а также число N фотонов, падающих
на нее за время t=5 с
Пример 2. Параллельный
пучок света длиной волны λ=500 нм падает нормально на зачерненную поверхность,
производя давление p=10 мкПа. Определить: 1) концентрацию п фотонов в пучке,
2) число n1 фотонов, падающих на поверхность площадью 1 м2
за время 1 с.
ЭФФЕКТ КОМПТОНА.
Пример 1 В результате
эффекта Комптона фотон при соударении с электроном был рассеян на угол θ=90°.
Энергия ε' рассеянного
фотона равна 0,4 МэВ. Определить энергию ε фотона до рассеяния.
Пример 2. Фотон
с энергией ε =0,75 МэВ рассеялся на свободном электроне под углом θ=60°.
Принимая, что кинетическая энергия и импульс электрона до соударения с фотоном
были пренебрежимо малы, определить: 1) энергию ε' рассеянного
фотона; 2) кинетическую энергию Т электрона отдачи; 3) направление его
движения.
ATOM ВОДОРОДА ПО ТЕОРИИ
БОРА
Пример1 Вычислить
радиус первой орбиты атома водорода (Боровский радиус) и скорость электрона на
этой орбите.
Пример 2
Определить энергию ε фотона, соответствующего второй линии в первой инфракрасной
серии (серии Пашена) атома водорода.
РЕНТГЕНОВСКОЕ
ИЗЛУЧЕНИЕ
Пример 1. Определить
длину волны λKα
и энергию εKα
фотона Kα-линии рентгеновского спектра, излучаемого вольфрамом
при бомбардировке его быстрыми электронами.
Пример 2. Определить
напряжение U, под которым
работает рентгеновская трубка, если коротковолновая граница λmin в спектре тормозного рентгеновского излучения оказалась
равной 15,5 пм.
