Закон випромінювання Планка

На рис. 6.39 наведені емпіричні криві розподілу енергії в спектрі теплового випромінювання абсолютно чорного тіла при різних температурах, з яких видно, що максимум спектральної густини енергетичної світності при зростанні температури зсувається в бік коротких хвиль. Довгий час не вдавалося теоретично отримати залежність яка б відповідала експерименту, тобто класична фізика виявилася нездатною пояснити закон розподілу енергії в спектрі ви­промінювання абсолютно чорного тіла.

Рис. 8.38. Криві розподілу енер- Рис. 8.39. Спектри теплового

гії в спектрах теплового випро- випромінювання абсолютно чор-

мінювання різних тіл. ного тіла при різних темпера-

турах.

Для визначення виду функції потрібні були зовсім нові ідеї щодо механізму випромінювання світла. У 1900 році М. Планк висунув гіпотезу, згідно з якою поглинання і випромінювання енергії атомами і молекулами відбувається окремими порціями - квантами (у той час, як класична фізи­ка розглядала поглинання і випромінювання як неперервні процеси). На підставі цього припущення, яке поклало поча­ток розвитку квантової механіки (див. розділ 7), Планком була отримана така формула для спектральної густини енер­гетичної світності абсолютно чорного тіла

(6.24)

де - стала Планка; - швидкість світла у вакуумі; -стала Больцмана.

Якщо розподіл енергії в спектрі абсолютно чорного тіла подавати в шкалі частот, то замість треба ввести енерге­тичну світність, віднесену до одиничного інтервалу частот

Оскільки звідки отримаємо такий зв'язок між

Враховуючи цей зв'язок, формулу Планка (6.24) можна подати у вигляді

(6.25)

Криві розраховані за формулою (6.24),

повністю відповідають експериментальним кривим (див. рис. 6.39).

Дата добавления: 2015-05-24