ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Излучение (фотонный газ) из "Физическая химия" Всякое тело способно излучать (и, следовательно, поглощать) электромагнитные излучения определенных частот. Мы знаем, что спектр газа линейчат — это означает, что газ испускает дискретный набор частот. Конденсированные тела имеют сплошные спектры поглощения (и, следовательно, испускания). [c.234] способное поглощать все частоты, носит название абсолютно черного тела. При достаточно большом давлении всякое тело будет приближаться к абсолютно черному. Для того чтобы абсолютно черное тело не поглощало и не испускало, необходимо, чтобы пространство вокруг него было заполнено некоторым излучением, равновесным с абсолютно черным телом. [c.234] Поскольку энергия этого излучения зависит от температуры, то пустота имеет свою теплоемкость. При температурах порядка миллионов градусов теплоемкость пустоты даже больше теплоемкости твердого тела такого же объема. [c.234] Возникает вопрос о распределении энергии по частотам в этом равновесном с абсолютно черным телом излучении. [c.234] Впервые задача распределения энергии в спектре абсолютно черного тела была решена в 1900 г. в классической работе Планка. [c.235] Этот результат может быть получен на основе рассмотрения статистики фотонного газа. [c.235] В 1905 г. Эйнштейн предположил, что в промежутке между актами излучения и поглощения порция энергии hv существует в виде кванта энергии — фотона. Фотоны пе имеют спина и не подчиняются запрету Паули и, следовательно, должны быть рассмотрены на основе статистики Бозе—Эйнштейна. [c.235] Отличие статистики фотонов от статистики частиц заключается в том, что в этом случае нет оснований требовать постоянства числа частиц. [c.235] Коэффициент 2 в последней формуле указывает на возможность двух поляризаций излучения. [c.236] Из уравнения Планка следуют два важных вывода. [c.236] Ранее уже указывалось (см. гл. XII), что определенный интеграл равен я 15. [c.236] Мы видим, что в отличие от твердого тела энергия абсолютно черного тела при любой температуре пропорциональна четвертой степени температуры, а теплоемкость, следовательно, — третьей степени температуры. [c.236] Поэтому теплоемкость единицы объема пустоты делается сравнимой с теплоемкостью единицы объема твердого тела при достаточно высоких температурах. [c.236] Из формулы (XIII.24) следует, что при заданной температуре имеется определенная частота (и, следовательно, длина волны), на которую приходится максимум энергии излучения. [c.236] Для определения необходимо решить уравнение др/дК — О, т. е. [c.236] Решение этого уравнения лг ах = 4,96. [c.236] Это уравнение носит название закона смещения Вина. Этот закон является теоретической основой определения температуры по свечению тела. [c.237] Вернуться к основной статье