ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Излучение абсолютно черного тела из "Теоретическая неорганическая химия Издание 3" Если тело нагрето, оно излучает. Тепловое излучение, так же как и видимый свет, является одним из видов электромагнитных волн. Однако оно обычно состоит из волн с большей длиной и, следовательно, с меньшей энергией, чем видимый свет. Было замечено, что энергия излучения от нагретого тела распределяется по непрерывному спектру, зависящему от температуры тела. При низких температурах спектр состоит в основном из излучения с низкой энергией, т. е. расположен в инфракрасной области. Однако при повышении температуры спектр смещается в область, отвечающую более высоким энергиям. Это легко заметить, так как излучение нагретого тела лежит в видимой области спектра. Сначала тело становится красным, а при повышении температуры — белым, например таким, как нити в лампах накаливания. [c.17] Для исследования теплового излучения очень удобно пользоваться системой, называемой абсолютно черным телом. Когда излучение падает на поверхность, часть его отражается, а часть поглощается. Поглощательная способность поверхности определяется той частью падающего света, которая поглощается, а абсолютно черным телом называют тело, поглощательная способность которого равна единице. Другими словами, оно поглощает весь падающий на него свет. Было показано, что отношение лучеиспускательной способности Е к поглощательной способности А при данной температуре — величина постоянная (закон Кирхгофа), т. е. [c.17] Моделью абсолютно черного тела обычно служит полость, хорошо изолированная стенками из непрозрачного материала с небольшим отверстием в одной из стенок. Например, часто используют длинную трубку, которую нагревают электрическим током, пропуская его по намотанной на трубку проволоке. Излучение можно наблюдать через маленькое отверстие в одной из стенок. Если температура этой трубки поддерживается постоянной, то источник излучения называют изотермическим. [c.17] Следовательно, для абсолютно черного тела коэффициент излучения равен единице. [c.18] В то время как на основании законов распределения энергии излучения абсолютно черного тела, выведенных из классических концепций, никак нельзя объяснить экспериментальные данные во всей области спектра, квантовая гипотеза Планка успешно разрешила эту задачу. На рис. 1-3 сравниваются кривые распределения по Вину (1), Планку (2) и Рэлею—Джинсу (5) с экспериментальными данными (точки). Из рисунка видно, что только теоретическая кривая Планка в точности совпадает с экспериментальными данными. Гипотеза Планка не включала в себя никакого развития классических идей, а скорее являлась полным отходом от господствовавших в то время представлений. В противоположность классическому взгляду, состоящему в том, что осциллятор может поглощать и излучать энергию непрерывно в интервале длин волн от нуля до бесконечности, Планк предположил, что энергия должна излучаться и поглощаться только дискретными порциями (квантами). Это значит, что любая система, способная к лучеиспусканию, должна обладать рядом энергетических состояний, и излучение может происходить тогда, когда система переходит из одного энергетического состояния в другое. Промежуточных между ними энергетических состояний не существует, т. е. может существовать осциллятор с энергией 2hv, но не существует осциллятор с энергией 1,7/iv. [c.20] Вернуться к основной статье