Закон Вина

Закон смещения Вина — длина волны — на которую приходится максимум энергии в спектре равновесного излучения, обратно пропорциональна абсолютной температуре излучающего тела

 

Смещение длины волны в зависимости от температуры хорошо иллюстрируется экспериментальными кривыми

Длина волны, соответствующая максимуму излучения, обратно пропорциональна абсолютной температуре. Зная положение максимума излучения какой-либо излучающей поверхности (если она может быть принята за абсолютно черное тело) можно оценить ее температуру.

Выражение потому называют законом смещения Вина, потому что оно показывает смещение положения максимума функции по мере возрастания’ температуры в область коротких длин волн. Закон Вина объясняет, почему при понижении температуры нагретых тел в их спектре все сильнее преобладает длинноволновое излучение (например, переход белого каления в красное при остывании металла).

— Максимальная длина волны

— Постоянная Вина

— температура

Закон излучения Кирхгофа

отношение испускательной и поглощательной способностей не зависит от природы тела, оно является для всех тел одной и той же.

По определению, абсолютно чёрное тело поглощает всё падающее на него излучение, то есть для него (Поглощательная способность тела) . Поэтому функция совпадает с испускательной способностью

— Испускательная способность тела

— Поглощательная способность тела

— Функция Кирхгофа

10. Оптическая пирометрия

Оптическая пирометрия - это метод бесконтактного (дистанционного) измерения температуры нагретых тел. Приборы для измерения температуры бесконтактным методом называют пирометрами. С их помощью можно измерять температуру звезд. Солнца, расплавленного металла, нити накаливания ламп и т.п.

В зависимости от того, какая характеристика излучения нагретого тела измеряется, различают:

1. Цветовую температуру, определяемую по положению максимума (r⁰_l,T)_m функции Планка r⁰_l,T: T=b/l_m - это первый закон Вина. Цветовая температура совпадает с истинной температурой тела.

2. Яркостную температуру, измеряемую по испускательной способности:

r_l,T=a_Tr⁰_l,T, Для чего надо знать коэффициент черноты тела a_T , температура которого измеряется. Для выделения излучения с данной длиной волны l используется светофильтр.

3. Радиационную температуру, измеряемую по энергетической светимости серого тела: R_T =a_TR⁰_T .

11.Внешний фотоэффект

Фотоэлектрическим эффектом, или просто фотоэффектом, называется испускание электронов веществом под действием света.

Но это было установлено много позже, а в начале события развивались следующим образом.

В 1887 г Г.Герц заметил, что проскакивание искры между цинковыми шариками разрядника значительно облегчается, если один из шариков облучать ультрафиолетовым светом.

В 1889 – 1890 гг. это явление тщательно исследовал А.Г.Столетов. При этом оно установил следующее.

1. Под действием света вещество теряет только отрицательный заряд.

2. Наибольшее действие оказывают ультрафиолетовые лучи.

3. Величина испущенного телом заряда пропорциональна поглощенной им световой энергии.

4. Это явление практически безинерционно.

Третий пункт обычно носит название закона Столетова . Здесь ‑ ток в цепи разрядника, ‑ световой поток.

В 1898 г. Ленард и Томсон измерили удельный заряд отрицательных частиц, вырванных из цинка, по отклонению их в электрических и магнитных полях и установили, что ими являются электроны.

Явление вырывания электронов из металла под действием света наружу впоследствии получило название внешнего фотоэффекта.

Дальнейшее исследование фотоэффекта было связано с техническими усовершенствованиями.

Если в первых опытах Г.Герца между цинковыми шариками необходим был газ (для создания тока разряда за счет ионизации газа), то для самого фотоэффекта газ был не нужен и просто мешал (т.к. ток возникал за счет электронов, вырываемых из самого металла).

Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна.

.