Механические колебания. Виды колебаний. Характеристики колебаний. Сложение колебаний одного направления и взаимноперпендикулярных, страница 6

Испускательная и поглощательная способность тела зависит от состава тела, t тела, состояния поверхности, частоты падающих и излучающих ЭМВ.

в) если тело поглощает независимо от t все падающие на него излучения и ничего не отражает и не пропускает, то такое тело называется абсолютно черным. Поглощательная способность такого тела =1. Примером абс черного тела явл сажа (0,98), черный бархат.

17. Законы теплового излучения. Противоречия с теорией.

а) з-н Стефана-Больцмана. Энергетическая светимость абсолютно черного тела пропорциональна t в 4й степени. R_Э=r(T)=σT⁴, σ – коэф пропорц-ти = 5,76·10^-8 Вт/м²К⁴.

б) 1й з-н смещения Вина. Максимальная длина волны, т.е. на которую приходится максимум излучения абсолютно черного тела обратно пропорц-на t этого тела. λ_max=C₁/T₀, C₁=2,9·10^-3 м·К.

в) 2й з-н смещения Вина. Наи> значение спектральной испуск-ой способности абс черного тела прямопропорц-на Т⁵. r(ν,T)_max=C₂T⁵, C₂=1,29·10^-3 Вт/м³К⁵.

г) ф-ла Релея-Джинса устанавливает зависимость между частотой, t абс черного тела и спектр-ой испуск-ой способностью. , k – постоянная Больцмана 1,38·10^-23 Дж/К

Т.к. ф-ла «работала» только в длинноволновых областях спектра, но не объясняла поведение ф-ии при малых частотах. Это означало, что з-ны классической физики, з-ны Максвелла не применимы для абс черного тела. Это привело к возникновению УФ катастрофы. Планк уточнил формулу . По гипотезе Планка излучение абс черного тела распростр-ся не ЭМ волнами, а порциями - квантами, движущимися со скоростью света. При этом имеет опред-ое значение эн-ии.

18. Явление внешнего фотоэффекта. Опыты, подтверждающие данное явление. Закономерности Столетова. Объяснение фотоэффекта на основе квантовой теории света. Необходимость квантовой теории. Уравнение Эйнштейна.

Внешний фотоэффект – эмиссия ē-в с поверхности металлов под действием света. Электрометр – прибор для измерения заряда тела. При освещении электрометра УФ излучение стрелка начинает отклоняться, значит, электрометр фиксирует заряд. Этот опыт доказывает существование внешнего фотоэффекта. Однако с точки зрения теории Максвелла результаты опыта объяснить нельзя.

Закономерности:

1) При ↑ светового потока, падающего на К фототок ↑.

2) Макс Е_к электронов, выбиваемых из К линейно зависит от частоты падающего света

3) Фотоэффект наблюдается только при частоте света не меньше определенной, такая частота называется красной границей фотоэффекта.

Эти закономерности не были объяснены с волновой точки зрения. Так выходило, что Т_мах ~ Ф, т.е. ↑Ф, ↑Т_мах. Полное объяснение фотоэффекту дал Эйнштейн. Он предположил, что свет представляет собой поток отдельных порций (квантов), движущихся со скоростью света и энергией ε=hν.

Когда свет падает на вещество, происходит взаимодействие фотона и свободных ē-в. В результате ē получает некоторую энергию от фотонов и если ему этой энергии достаточно, то он выходит из катода.

Работа, которую совершает ē по преодолению электростатического поля иона, называется работой выхода Авых.

hν=А_вых+Т_мах – энергия фотона, передаваемая ē-у идет на преодолении им А_вых и на сообщение ē-у мах Е_к.

υ_мах – скорость, необходимая ē-у для отрыва из металла.

А_вых зависит от поверхности материала и рода вещества. Определяется ν_кр.

19. Влияние запирающего напряжения на фотоэффект. Запись уравнения фотоэффекта. Объяснение на основе квантовой теории.

Под действием УФ излучения ē-ы выбиваются из К и под действием ЭП перемещаются к А, и амперметр фиксирует ток, а лампочка загорается. В т.А U=0, ток существует вследствие фотоэффекта. т.В – при увеличении U увеличивается I. В т.С при дальнейшем увеличении U ток остается постоянным. Такой ток называется током насыщения, т.е. все выбиваемые ē-ы из К достигают А. Если на К подать +, а на А -, то поле будет тормозящим и ē-ы, выбитые из К не будут лететь к А и I=0.