Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.3.Widmaemisyjne
C.Widmaciągłe
Widmaciągłesątowidmaociągłymrozkładzienatężeniapromieniowaniawogra-
niczonymlubnieograniczonymzakresiefalelektromagnetycznych.Różneźródłapromie-
niowaniaciągłegomająróżnerozkładywidmowe.Omówimyniektóreznich.
1.3.2.Widmaciągłe–przykłady
A.Promieniowanieciaładoskonaleczarnego;wzórPlancka
a.Zteoretycznegopunktuwidzeniaszczególnieważnejestpromieniowanieciała
doskonaleczarnego.Ciałodoskonaleczarnejesttowyidealizowaneciało,którego
promieniowaniejestwpełniokreśloneprzezjegotemperaturę,awięcniezależneod
materiału,zktóregojestsporządzone.Nazwaciałodoskonaleczarnenawiązujedo
założenia,iżwszelkiepromieniowanienańpadającezostajecałkowiciepochłonięte.
Wpraktyceprzybliżeniemciaładoskonaleczarnegomożebyćpowierzchniapokry-
tasadzą.Jegowłasnościmożliwienajlepiejodtwarzadużawnękazjednymmałym
otworem,którejnieprzezroczysteściankiowyczernionejpowierzchniwewnętrznej
iodpowiednimkształcieutrzymywanesąwstałejtemperaturze.Ciałodoskonaleczar-
netegotypuilustrujerys.1.8.Otwórwnękidziałajakniemalidealnyabsorbent,gdyż
praktyczniebiorącniczprzechodzącegoprzezeńdownętrzapromieniowania-dzięki
wielokrotnymodbiciomisilnemupochłanianiuprzezścianki-niewydostajesięna
zewnątrz.Równocześniewnękaspełniawarunkiidealnegoemiterapromieniowania
odpowiadającegotemperaturześcianek,gdyżzakładasię,żewewnęcepozostajeono
wrównowadzetermicznejzjejściankami.Wrezultaciewkażdejchwiliilośćenergii
absorbowanejrównajestilościenergiiemitowanej.Tymsamymspełnionyjestwaru-
nekrównowagitermodynamicznej,zgodniezktórymkażdemuprocesowimusiodpo-
wiadaćprocesdokładnieodwrotny.
Mimopróbnieudałosięwramachfizykiklasycznejuzasadnićteoretycznieobser-
wowanegospektralnegorozkładupromieniowaniaciaładoskonaleczarnego.Dokonał
tegow1900r.MaxKarlErnstLudwigPlanckdziękizałożeniu,żeemisjaiabsorpcja
promieniowanianastępujeniewsposóbciągły,alekwantami(porcjami),któresąwie-
lokrotnościąkwantuenergiiE=h
n
(wzór(1.15)).Rok1900,wktórymPlanckwprowa-
dziłdomatematycznegoopisurozkładunatężeniapromieniowaniaciaładoskonale
czarnegokoncepcjękwantówenergiiistałąh,nazywanąodtądstałąPlancka,uważany
jestzapoczątekfizykikwantowej.
ZgodniezzałożeniemPlancka,widmowagęstośćenergii
r
(
n
)(energiajednostkiob-
jętości,
r
(
n
)=E(
n
)/V)promieniowaniaciaładoskonaleczarnegootemperaturzebez-
względnejT,wprzedzialeczęstości(
n
,
n
+d
n
),możebyćzapisanawzorami:
15
Rys.1.8.Schematciała
doskonaleczarnego
(1.27a)
(1.27b)
