Презентация на тему Квант физика

Максу Планку. Ему удалось решить проблему спектрального распределения света,

излучаемого нагретыми телами, перед которой классическая физика оказалась бессильной.

Планк (Planck) Макс (23.IV.1858–4.X.1947)
Немецкий физик. Основоположник квантовой теории. Впервые, вопреки представлениям классической физики, предположил, что энергия излучения испускается не непрерывно, а порциями – квантами, и на основе этой гипотезы вывел закон теплового излучения (закон Планка).

считали, что развитие физики завершилось по следующим причинам:
1. Больше

200 лет существуют законы механики, теория всемирного тяготения.
2. Разработана МКТ.
3. Подведен прочный фундамент под термодинамику.
4. Завершена максвелловская теория электромагнетизма.
5. Открыты фундаментальные законы сохранения (энергии, импульса момента импульса, массы и электрического заряда).

начале XX в. открыты:
X-лучи (рентгеновские лучи, В. Рентген),

явление радиоактивности (А. Беккерель),
Электрон (Дж. Томсон).
Однако классическая физика не сумела объяснить эти явления.
Теория относительности А. Эйнштейна потребовала коренного пересмотра понятии пространства и времени.
Специальные опыты подтвердили справедливость гипотезы Дж.Максвелла об электромагнитной природе света. Можно было предположить, что излучение электромагнитных волн нагретыми телами обусловлено колебательным движением электронов. Но это предположение нужно было подтвердить сопоставлением теоретических и экспериментальных данных.

и поглощения энергии каждым телом в среднем компенсируют друг

друга.
Следовательно: плотность энергии излучения достигает определенного значения, зависящего только от установившейся температуры тел.
Излучение, находящееся в термодинамическом равновесии с телами, имеющими определенную температуру, называется равновесным или черным излучением.
Основное свойство: плотность энергии равновесного излучения и его спектральный состав зависят только от температуры.

поглощающего электромагнитные волны любой длины (и, соответственно, излучающего все

длины электромагнитных волн).

Модель абсолютно черного тела

Модель абсолютно черного тела –
небольшое отверстие в замкнутой полости

Проблема сводится к изучению спектрального состава излучения абсолютно черного тела. Решить эту проблему классическая физика оказалась не в состоянии.

Свойство: при заданной температуре собственное тепловое излучение абсолютно черного тела, находящегося в состоянии теплового равновесия с излучением, должно иметь тот же спектральный состав, что и окружающее это тело равновесное излучение.

с поверхности единичной площади в единицу времени больше лучистой

энергии, чем любое другое тело.

Важнейшая закономерность теплового излучения:
Для установления равновесия в полости необходимо, чтобы каждое тело испускало ровно столько лучистой энергии, сколько оно и поглощает.

Абсолютно черное тело

экспериментально установили: полная энергия, излучаемая за 1 с абсолютно

черным телом с единицы поверхности, пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры.
где σ = 5,67.10-8 Дж/(м2.К.с) — постоянная Стефана-Больцмана.

Роль закона: закон Стефана — Больцмана позволил вычислить энергию излучения абсолютно черного тела по известной температуре.

попытку более строгого теоретического вывода закона распределения энергии, но

закон приводил к хорошему совпадению с опытами в области малых частот.

быть много ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, чего на опыте

не наблюдалось. Затруднения в согласовании теории с результатами эксперимента получили название ультрафиолетовой катастрофы.

По этому закону интенсивность излучения должна возрастать пропорционально квадрату частоты.

дельными порциями — квантами.
Энергия Е каждой порции прямо

пропорциональна частоте излучения:


h=6,63.10-34 Дж.с — постоянная Планка.

в электронвольтах.
Тогда h=4,136.10-15 эВ.с.
(1 эВ - энергия,

которую приобретает элементарный заряд, проходя ускоряющую разность потенциалов 1 В.
1 эВ=1,6.10-19 Дж).
В атомной физике употребляется также величина

по формуле Планка.
Можете ли Вы оценить температуру поверхности Солнца

с помощью данной компьютерной модели? Как?