1.1=Тепловое излучение — электромагнитное излучение со сплошным спектром, испускаемое веществом и возникающее за счёт его внутренней энергии =Тепловое излучение — один из трёх элементарных видов переноса тепла (теплопроводность, конвекция, излучение), которое осуществляется при помощи электромагнитных волн. =Г. Кирхгоф доказал, что отношение испускательной и поглощательной способностей не зависит от природы тела и является для всех тел одной и той же функцией частоты (длины волны) и температуры:
Сами величины rωT и aωT могут сильно меняться при переходе от одного тела к другому, но их отношение оказывается одинаковым для всех тел. =Абсолютно чёрное тело — физическая абстракция, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. =Первый закон излучения Вина В 1893 году Вильгельм Вин, исходя из представлений классической термодинамики, вывел следующую формулу:
где uν — плотность энергии излучения; С - const ν — частота излучения T — температура излучающего тела f — функция, зависящая только от частоты и температуры. Вид этой функции невозможно установить, исходя только из термодинамических соображений. Первая формула Вина справедлива для всех частот. Любая более конкретная формула (например, закон Планка) должна удовлетворять первой формуле Вина. =Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость между мощностью излучения энергии нагретым телом и температурой нагрева. Формулировка закона: Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела: P = SσT4. | 1.2 | 2.1=Квантовая гипотеза Макса Планка состояла в том, что любая энергия поглощается или испускается только дискретными порциями, которые состоят из целого числа квантов с энергией ε таких, что эта энергия пропорциональна частоте ν с коэффициентом пропорциональности, определённым по формуле:
где h — постоянная Планка.
=Оптической пирометрией называется совокупность методов измерения высоких температур, основанных на использовании зависимости между температурой и лучеиспускательной способностью (интегральной и спектральной) для исследуемого тела. Применяемые для этой цели приборы называют пирометрами излучения. Применение пирометров излучения для измерения температуры твердых, жидких или газообразных тел возможно, лишь если с достаточной степенью точности можно считать, что эти тела находятся в состоянии термодинамического равновесия (или в состояниях, достаточно близких к равновесному). Радиационной температурой Тр данного тела называют температуру такого черного тела, суммарное излучение которого совпадает с излучением исследуемого тела. Истинная температура тела: где Т = ЕТ/Т - степень черноты тела при температуре Т. Так как Т1, то Т Тр. | 2.2 | ||||||||
3.1 Внешним фотоэффектом называют явление вырывания электронов из вещества под действием падающего на него света. Законы внешнего фотоэффекта
ДАВЛЕНИЕ СВЕТА - давление, производимое светом на тела, отражающие или поглощающие свет. Давление света - результат передачи телу импульса поглощаемых или отражаемых им фотонов. При действии солнечного излучения на макроскопические тела оно чрезвычайно мало (обнаружено впервые ). Давление света на малые частицы в космических процессах того же порядка, что и силы тяготения. ЭФФЕКТ КОМПТОНА состоит в изменении длины волны, сопровождающем рассеяние пучка рентгеновских лучей в тонком слое вещества. Явление было известно еще за несколько лет до работы Артура Комптона, который опубликовал в 1923году результаты тщательно выполненных экспериментов, подтвердивших существование этого эффекта, и одновременно предложил его объяснение. Комптон указал, что каждому рассеянному кванту должен отвечать выбиваемый первичным фотоном быстрый электрон отдачи, что и наблюдается экспериментально.
Первоначальная теория Комптона эффект на основе квантовых представлений была дана А. Комптоном и независимо П. Дебаем. По квантовой теории световая волна представляет собой поток световых квантов - фотонов. Каждый фотон имеет определённую энергию E g = hu = hcll и импульс p g=(h/l) n, где l - длина волны падающего света (u - его частота), с - скорость света, h - постоянная Планка, а n - единичный вектор в направлении распространения волны (индекс у означает фотон). Комптона эффект в квантовой теории выглядит как упругое столкновение двух частиц - налетающего фотона и покоящегося электрона. В каждом таком акте столкновения соблюдаются законы сохранения энергии и импульса. Фотон, столкнувшись с электроном, передает ему часть своей энергии и импульса и изменяет направление движения (рассеивается); уменьшение энергии фотона и означает увеличение длины волны рассеянного света. Электрон, ранее покоившийся, получает от фотона энергию и импульс и приходит в движение - испытывает отдачу. Направление движения частиц после столкновения, а также их энергии определяются законами сохранения энергии и импульса | 3.2 | 4.1=А́том (др.-греч. ἄτομος — неделимый) — наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Атом состоит из атомного ядра и окружающего его электронного облака. Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов, а окружающее его облако состоит из отрицательно заряженных электронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. Атомы классифицируются по количеству протонов и нейтронов в ядре: количество протонов определяет принадлежность атома некоторому химическому элементу, а число нейтронов — изотопу этого элемента. Сегодня общепринятой является модель атома, являющаяся развитием планетарной модели. Считается, что ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов и окружено отрицательно заряженными электронами. Однако представления квантовой механики не позволяют считать, что электроны движутся вокруг ядра по сколько-нибудь определённым траекториям (неопределённость координаты электрона в атоме может быть сравнима с размерами самого атома). =Планетарная модель атома Бора-Резерфорда. В 1911 году Эрнест Резерфорд, проделав ряд экспериментов, пришёл к выводу, что атом представляет собой подобие планетной системы, в которой электроны движутся по орбитам вокруг расположенного в центре атома тяжёлого положительно заряженного ядра («модель атома Резерфорда»). Однако такое описание атома вошло в противоречие с классической электродинамикой. Дело в том, что, согласно классической электродинамике, электрон при движении с центростремительным ускорением должен излучать электромагнитные волны, а следовательно, терять энергию. Расчеты показывали, что время, за которое электрон в таком атоме упадёт на ядро, совершенно ничтожно. Для объяснения стабильности атомов Нильсу Бору пришлось ввести постулаты, которые сводились к тому, что электрон в атоме, находясь в некоторых специальных энергетических состояниях, не излучает («модель атома Бора-Резерфорда»). Постулаты Бора показали, что для описания атома классическая механика неприменима. Дальнейшее изучение излучения атома привело к созданию квантовой механики, которая позволила объяснить подавляющее большинство наблюдаемых фактов. Кусочки материи. Демокрит полагал Модель атома Томсона Ранняя планетарная модель атома Нагаоки. | 4.2 | ||||||||
5.1Французский ученый Луи де Бройль (1892—1987), осознавая существующую в природе симметрию и развивая представления о двойственной корпускулярно-волновой природе света, выдвинул в 1923 году гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Он утверждал, что не только фотоны, но и электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают также волновыми свойствами. Согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные характеристики — энергия E и импульс p, а с другой стороны — волновые характеристики — частота и длина волны =Формула де Бройля устанавливает зависимость длины волны λ, связанной с движущейся частицей вещества, от импульса p частицы:
где m — масса частицы, v — ее скорость, h — постоянная Планка. Волны, о которых идет речь, называются волнами де Бройля. Длина волны де Бройля для частицы с массой m, имеющей кинетическую энергию Wk
=Так как дифракционная картина исследовалась для потока электронов, то необходимо было доказать, что волновые свойства присущи каждому электрону в отдельности. Это удалось экспериментально подтвердить в 1948 году советскому физику . Он показал, что даже в случае столь слабого электронного пучка, когда каждый электрон проходит через прибор независимо от других, возникающая при длительной экспозиции дифракционная картина не отличается от дифракционных картин, получаемых при короткой экспозиции для потоков электронов в десятки миллионов раз более интенсивных. | 5.2 | 6.1=энергия связана с частотой, а понятие частоты относится к бесконечному во времени гармоническому колебательному процессу. Утверждение, что электрон лишь приближенно может рассматриваться как материальная точка, означает, что его координаты, импульс и энергия могут быть заданы лишь приближенно. Количественно это выражается соотношением неопределенностей Гейзенберга. Согласно соотношению неопределенностей, чем точнее фиксирован, например, импульс, тем большая неопределенность будет в значении координаты. Согласно принципу неопределенностей, теряет смысл одно из важнейших понятий классической механики - понятие траектории частицы. Ведь это понятие предполагает, что в любой момент времени частица находится в определенной точке пространства и имеет импульс, направленный по касательной к траектории. Теперь уже нельзя говорить, что частица движется вдоль какой-то линии. Ньютоновское описание движения в микромире становится невозможным. С помощью принципа неопределенностей удалось понять и объяснить целый ряд явлений микромира. В ряде случаев можно очень простым путем оценить минимальную энергию систем: энергию основного состояния атома водорода, энергию осциллятора и др. Также это объясняет, почему электрон не падает на ядро в атоме водорода, почему люди не проваливаются под землю. =Для энергии и времени справедливо аналогичное соотношение:
где Dt и DЕ - неопределенности значений времени и энергии частицы. Соотношение означает, что определение энергии с точностью DЕ в данный момент времени должно занять интервал, не меньший, чем И / DЕ. Ограниченность механического детерминизма. Соотношение неопределенностей указывает, в какой мере можно пользоваться понятиями классической механики применительно к микрочастицам и, в частности, с какой степенью точности можно говорить о траекториях микрочастиц. Движение по траектории характеризуется вполне определенными значениями координат и скорости в каждый момент времени. Подставив в соотношение (2.3) вместо р произведение m • v, получим:
т. е. чем больше масса частицы, тем меньше неопределенность ее координаты и скорости, и, следовательно, с тем большей точностью применимо понятие траектории. =Причинности принцип в физике, один из наиболее общих принципов, устанавливающий допустимые пределы влияния физических событий друг на друга При́нцип причи́нности — один из фундаментальных физических законов. В классической физике это утверждение означает, что любое событие A(t) произошедшее в момент времени t может повлиять на событие B(t’) произошедшее в момент времени t’ только при условии: t’-t>0 | 6.2 | ||||||||
7.1=Пусть волновая функция задана в N-мерном пространстве, тогда в каждой точке с координатами, в определенный момент времени t она будет иметь вид. В таком случае уравнение Шрёдингера запишется в виде: Где
=Стационарное уравнение Шрёдингера Форма уравнения Шрёдингера показывает, что относительно времени его решение должно быть простым, поскольку время входит в это уравнение лишь через первую производную в правой части. Действительно, частное решение для специального случая, когда | 7.2 | 8.1
Волнова́я фу́нкция (функция состояния, пси-функция, амплитуда вероятности) — комплекснозначная функция, используемая в квантовой механике для описания чистого состояния квантовомеханической системы, имеющей протяжённость в пространстве. В широком смысле — то же самое, что и вектор состояния. Вариант названия «амплитуда вероятности» связан с копенгагенской интерпретацией квантовой механики: плотность вероятности нахождения частицы в данной точке пространства в данный момент времени считается равной квадрату абсолютного значения волновой функции этого состояния. Физич смысл: в заданном квантовом состоянии системы, описываемом волновой функцией . В квантовой механике возможно выбрать несколько полных наборов величин, поэтому волновая функция одного и того же состояния может быть записана от разных аргументов. Выбранный для записи волновой функции полный набор величин определяет представление волновой функции. Так, возможны координатное представление, импульсное представление, в квантовой теории поля используется вторичное квантование и представление чисел заполнения или представление Фока и др. . | 8.2 |
Тепловое излучение
;
, h — постоянная Планка; m — масса частицы, 
— внешняя по отношению к частице потенциальная энергия в точке 
, 
— оератор Лапласа (или лапласиан), эквивалентен квадрату оператора набла, и в частном случае декартовых координат, имеет вид:
не является функцией времени, можно записать в виде:
, можно рассчитать вероятность P того, что частица будет обнаружена в любой области пространства конечного объема : 
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
