Методические указания и контрольные задания по физике для слушателей второго курса фзо москва 2004

Вид материала

Энергетическая светимость серого тела
С = 1,30 · 10 Вт/(м · К). Формула Рэлея – Джинса
Энергия кванта
Формула Планка
Радиационная температура
Масса фотона

Подобный материал:

1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 18

Энергетическая светимость серого тела:

где A_T – поглощательная способность серого тела.

Закон смещения Вина: длина волны, λ_max, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости r__,Т чёрного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре:

где b – постоянная Вина.

Постоянная Вина:

b = 2,9 ·10^-3 м ·К

Зависимость максимальной спектральной плотности энергетической светимости чёрного тела от температуры:

где С = 1,30 · 10^-5 Вт/(м³ · К⁵).

Формула Рэлея – Джинса для спектральной плотности энергетической светимости чёрного тела:

где к – постоянная Больцмана, Т – термодинамическая температура, с – скорость распространения света в вакууме.

Энергия кванта:

Постоянная Планка:

h = 6,625 · 10^-34 Дж ·с

Энергия осциллятора может принимать лишь определённые дискретные значения, кратные целому числу элементарных порций энергии ε₀:

где n = 0,1,2, ….

Формула Планка:

;

Оптическая пирометрия – методы измерения высоких температур, использующие зависимость спектральной плотности энергетической светимости или интегральной энергетической светимости тел от температуры.

Пирометр – прибор для измерения температуры нагретых тел по интенсивности их теплового излучения в оптическом диапазоне спектра.

Радиационная температура – температура чёрного тела, при которой его энергетическая светимость R_e равна энергетической светимости R_T исследуемого тела.

Радиационная температура:

где А_Т – поглощательная способность серого тела, Т – истинная температура тела.

Внешний фотоэлектрический эффект (фотоэффект) – испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения.

Внутренний фотоэффект – вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу.

Законы Столетова:

При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света (сила фототока насыщения пропорциональна энергетической освещённости Е_е катода).
Максимальная начальная скорость (максимальная начальная кинетическая энергия) фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой ν.
Для каждого вещества существует “красная граница” фотоэффекта, т.е. минимальная частота ν₀ света (зависящая от химической природы вещества и состояния его поверхности), ниже которой фотоэффект невозможен.

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта: энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода А из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии:

или

где - mv²_max/2 = eU₀ (U₀ – задерживающее напряжение), v₀ = A/h (λ₀ = hc/A) «красная граница» фотоэффекта (λ₀ – максимальная длина волны излучения (v₀ – соответственно минимальная частота), при которой фотоэффект ещё возможен).

Масса фотона:

где - hv – энергия фотона.

Импульс фотона:

Давление, производимое светом при нормальном падении на поверхность:

где E_e = Nhv – облучённость поверхности (энергия всех фотонов, падающих на единицу поверхности в единицу времени);

– коэффициент отражения; w – объёмная плотность энергии излучения.

Эффект Комптона: упругое рассеяние коротковолнового электромагнитного излучения (рентгеновского и γ – излучений) на свободных (или слабосвязанных) электронах вещества, сопровождающееся увеличением длины волны.

Изменение длины волны рентгеновского излучения при комптоновском рассеянии:

где λ и λ΄ - длина волны падающего и рассеянного излучений; m₀ – масса электрона; θ – угол рассеяния; λ_С – комптоновская длина волны.