Кирхгоф функциясы

Мөлдір емес дененің сәуле шығарғыштың және жұтқыштың қабілеттері арасында мынадай байланыс бар . (8.6)

Бұл заңды 1859 жылы Г.Кирхгоф тағайындады. Сондықтан Кирхгоф заңы деп аталады.

Денелердің энергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығының оның жұтқыштық қабілетіне тәуелділігі дене материалына тәуелсіз және барлық денелер үшін бірдей, ол температура мен жиіліктің функциясы болып табылды.

функциясы Кирхгоф функциясы деп аталады. (6) формуладан көріп тұрғанымыздай, бірдей температурада кез келген дененің сәуле шығарғыштық қабілеті абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетінен үлкен болмайды.

Абсолют қара дененің жылулық сәуле шығаруын эксперимент жүзінде зерттегенде тәуелділігінің температураға тәуелді екені анықталды (8.1 суретті қара).

Суреттен көрініп тұрғандай, абсолют дененің сәуле шығарғыштық қабілеті температура жоғарылаған сайын күшейе түседі. Температура өскенде сәуле шығару қабілетінің максимумы жоғары жиіліктер аймағына қарай ығысады: ω_{m 1}<ω_{m 2}<ω_{m 3.}

Планктың кванттық болжамы – жарық үздік-үздік белгілі бір мөлшерде энергия порциялары немесе энергия кванттары түрінде шығарылыды (жұтылады) және энергия квант тербеліс жиілігіне пропорционал мұндағы h = 6,62 * 10^-34 Дж*с – Планк тұрықтысы.

Абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің толқын жиілігі мен температураға тәуелділігі былай жазылады:

Бұл Планк формуласы. Берілген формула толқын жиілігінің 0-ден ке дейінгі аралықта тәжірибе нәтижесімен сәйкес келеді. Планк формуласына энергия тығыздығы жиіліктің кіші және үлкен мәндеріндң нөлге ұмтылады және дененің температурасы өскен кезде энергия максимумы жиіліктің өсу жағына ұмтылады. Планк формуласы жылулық жарық шығарудың негізгі заңы болып табылады

Бордың бірінші постулаты бойынша, электронның ядро айналасында қозғалуы радиустары мынадай катынасты қанагаттандыратын

белгілі бір орбитаның бойында ғана мүмкін болады. Мұндағы т — электронның массасы, v_k— оның k-іншіорбитадағы жылдамдығы, r_k— осы орбитаның радиусы, — Планктың тұрақтысы, ал k — кез келген бүтін сан (кванттық сан).

Бордың екінші постулаты бойынша электронның бір орбитадан екінші орбитаға ауысуына сәйкес келетін сәуле шығарудың жиілігі мынадай формуламсн анықталады:

мұндағы k мен п — орбиталардың нөмірі( ), W_k және W _п— соларға сәйкес келетін электрон энергиясының мәні.

Фотоэффект дегеніміз –электромагниттік сәуле шығару әсерінен электрондардың заттан вакуумге ұшып шығу құбылысы (сыртқы фотоэффект) немесе заттың ішіндегі байланысқан күйдегі электрондардың еркін электрондарға айналу құбылысы (ішкі фотоэффект).

Сыртқы фотоэффектіні бірінші рет Г.Герц ашты. Бұл құбылысты А.Столетов 1888 – 1889 жылдар аралығында эксперимент жүзінде жан-жақты зерттеген. Эксперименттен алынған нәтижелер 9.1-суретте көрсетілген, бұл суретте ф отоэлементтің вольт-амперлік сипаттамалары келтірілген (бірдей жиілікте ω = const, әртүрлі жарық ағыны үшін фототоктың катод пен анод арасына түсірілген кернеуге тәуелділігі). Графиктен байқайтынымыз:

- болған кезде катодтан шыққан электрондардың бір бөлігі анодқа жетеді. Егер теріс таңбалы тежеуіш кернеу беретін болсақ