14.(12.) Поляризация света. Методы получения поляризованного света законы Брюстера и Малюса. Рассеяние света. Закон Релея. Цвет неба и зорь.

Охарактеризовать сист учкб экспер и его роль в изучении раздела.

Проявление индив-топологических особенностей ВНД у учащихся при изучении физики.

По электронной теории в состав атомов и молекул входят электроны, частицы, которые имеют заряд , и способную поэтому совершать колебания с огромной частотой . Колеблясь эти заряженные частицы создают в окружающем пространстве изменяющееся эл.поле. По эл/маг. теории Максвелла изменяющееся эл.поле формирует в окруж.простр-ве изменяющееся магн.поле, котор. в свою очередь формирует изменяющ.эл.поле. Т.о. созда-ся эл/магн. волна.

Эл.магн. волна содержит неразрывно связанные эл. и магн. поля, в котор. колебания происходят во взаимноперпенд-х плоскостях.

В световой волне колебания происходят во всевозможных направлениях.

В данном луче присутствуют колебания всевозможных направлений. Такой свет (луч) называют неполяризованным или естественным.

Пусть теперь этот естественный луч направлен перпенд.плоскости рисунка.

Тот же естественный луч можно представить иначе:

2-е представление естественного света.

В этом 2-м представлении мы имеем 2 взаимноперпенд.колебания, которые оказыв-ся один-мы по амплитуде, но являются некогерентными.

Итак, естеств.свет можно представить как совокуп. 2-х взаимноперпенд. колебаний одинаковой амплитуды, но совершенно некогерентными между собой.

Луч содержащий колебания эл-го в-ра одного направления носит название линейно-поляризованного или плоско-поляризованного луча. В такой поляризованной волне колебания эл.вектора происходят в строго опр.пл-ти. Приборы которые превращают неполяр.свет в плоскополяризованный носят название поляризаторов.

Аналогич.приборы, которые используют для исслед-ия хар-ра поляризации носят название анализатора. Один и тот же прибор может выполнить роль поляризатора и анализатора.

Сущ.приборы, которые реализуют процесс деления исход.в-ра на 2 взаимноперп-х сост-х.

В частности, когда

На входе: E.

На выходе: .

, амплитуды одинаковы, колебания эти когерентны.

Но на выходе из прибора набегает сдвиг фаз

.

Если сдвиг фаз , то прибор называют пластинкой в целую волну.

Если , то прибор называют пластинкой в полволны.

Если , то прибор называют пластинкой в четверть волны.

При прохождении пластинки в полволны плоскополяриз.колебание во входе превращ-ся в плоскополяр.той же амплитуды на выходе, но происходит переориентация в-ра колебания на угол .

При расчете интенсивности на выходе используют закон Малюса:

.

- интенсив.света падающего на идеаль.анализатор.

- интенсивность света проходящего ч/з идеаль.анализ-р.

- угол м/у в-ром (напр-ем) плоского колебания на входе в идеаль.анализатор и напр-ем этого идеаль.анализатора.

Простейший поляризатором является простая стеклянная пластинка, расположенная под углом к пучку неполяризованного света.

Опыт показал, что при отражении светового пучка от границы раздела прозрачных диэлектриков с абс.показ.преломления и , т.е. для границы с относит.показ.преломления происходит частич.поляризация как отраженного так и проход-го пучка.

Пусть падает естественный свет. Изобразим колеб.в этом естеств.свете в виде Р и S-колебаний.

Р-колебания (Р-paralelle)-параллельный пл-ти падения.

S-колебания (S-strike-бить)- пл-ти падения.

З-н Брюстера: сущ-ет такое направл.пучка, при котор.отраж-й луч оказ-ся нацело плоскополяризованным, т.е. происходит полная поляризация пучка естеств.света отраж-го от границы раздела 2-х прозрачных диэлектриков, например воздух-вода, воздух-стекло.

Этот з-н открытый Брюстером имеет вид:

. -угол Брюстера, или иначе угол полной поляризации естеств.пучка, отраж-го от границы 2-х прозрачных диэл.

Закон представляет собой условие полной поляризации отраженного пучка. Если , то .

- з-н Бр. (для ).

- з-н прелом-я (для люб.угла).

- з-н преломления (для ).

Сравнивая ф-лы получим

.

Рассеяние света. Опыт показывает, что мутные среды рассеивают свет. Закономерности рассеяния мутными средами был изучен Тиндалем (1868).

Рассмотрим закономерности рассеяния света.

1. Пусть первичная волна имеет вид: - уравнение первичной волны, возбуждающей колебания заряженных частиц, входящих в состав молекулы или атома, рассеивающей крупицы.

Из теории возбужденных колебаний следует - уравнение вынужденных колебаний заряженных частиц, входящих в состав данной частицы.

- из теории вынужденных колебаний.

Колеблясь под воздействием светового поля заряженные частицы излучают вторичные волны, распространяющиеся во всех направлениях соответствующей интенсивностью и эти вторичные волны образуют рассеянный свет.

Из теории излучения следует, что - уравнение рассеянной волны.

- из теории излучения. - основной закон эффекта Тиндаля.

2. Рассмотрим вопрос о зависимости интенсивности рассеянного света от длины волны, возбуждающего света:

Из теории излучения следует, что для возбуждения вторичной волны необходимо, чтобы заряд двигался ускоренно, т.е

- закон Релея.

Интенсивность света, рассеянного мелкими крупицами мутной среды оказывается обратно пропорциональной 4-й степени длины световой волны. Закон получил название впоследствии закона Релея и представляет собой наряду с законом эффекта Тиндаля выражает основные свойства явления рассеяния мутными средами.

Наблюдения показывают, что рассеяние света происходит и в химически чистых однородных средах. Этот вид рассеяния имеет иную природу. Оказывается, что в силу хаотичности теплового движения молекул происходит непрерывное сгущение и разрежение в микрообъемах. Это явление получило название флуктуации плотности. За счет этого возникает зернистость среды. Рассеяние на флуктуации плотности называется молекулярным. Закономерности рассеяния такие же, что и в эффекте Тиндаля. Молекулярное рассеяние обуславливает такие явления как голубой цвет неба, красный цвет светил при восходе и заходе и красный цвет зорь при заходе.

Зори.

Голубой цвет неба.

Цвет светил при восходе и заходе.

Методика.

Программа средней школы большое внимание уделяет изучению поляризации света. Рассмотрение этого вопроса необходимо потому, что без установления поперечного характера световых волн доказательство электромагнитной природы света не будет достаточно убедительным. Учащимся известно, что электромагнитные волны поперечны, между тем после изучения интерференции и дифракции вопрос о характере световых волн остается отчасти открытым. Этот пробел может быть восполнен только рассмотрением поляризации света. Сначала, опираясь на опыты с механическими волнами (на упругом шнуре), а затем и на опыты с поляризацией электромагнитных волн, необходимо повторить и подчеркнуть, что поляризация характерна только для поперечных волн. Объясняют, что естественный свет не поляризован. В пучке волн, испускаемых обычным источником, присутствуют колебания различных направлений, перпендикулярные направлению распространения волны.

Надо из этого естественного света выделить волны, колебания вектора Е в которых происходят в одной плоскости, т. е. поляризованный свет. Таким свойством по отношению к свету обладают анизотропные кристаллы и ряд других веществ, называемых поляризаторами.

Естественный свет, пройдя через поляризатор (например, кристалл турмалина или поляроид), становится поляризованным. Обнаружить эту поляризацию света помогают те же кристаллы или пластины, которые теперь выполняют роль анализатора света; их называют анализаторами. Затем учащимся демонстрируют поляризацию света с помощью турмалина (или поляроидов из набора по поляризации света), делают вывод о поперечности световых волн и рассматривают примеры применения поляризованного света. Целесообразно на уроке показать учебный видеофильм «Поляризация света».

В заключение рассматривают вопрос о дисперсии света. Сна-чала учащихся знакомят с рядом новых для них понятий, прежде всего с понятиями «монохроматическое излучение» и «дисперсия волн».

Психология.

Вместе с коллективной работой педагог осуществляет в обучении и индивидуальный подход к отдельным учащимся, учитывая индивидуальные особенности каждого школьника с целью вовлечения его в коллективную работу класса. Советы учителю: умственные силы и возможности детей не одинаковы; возможно определить на что способен ученик в данный момент учебной деятельности; можно определить как развивать способности в дальнейшем; найти ключ успеха. Главное в индивидуальном подходе: необходимо применение во всех классах, но чем младше ученик, тем большее значение приобретает индивидуализация обучения.

Дифференциация обучения. В школе дети занимаются по единому учебному плану, программам и учебникам. Но дети разные, различны интересы, склонности, задатки. Учебно-воспитательный процесс, где учитываются индивидуальные различия учащихся называется дифференциальным. Внутренняя дифференциация - в условиях работы в обычных классах. Внешняя дифференциация – в условиях учета индивидуализации учеников, он объединяет в специальные дифференцированные учебные группы.

Виды дифференциации: дифференциация обучения по способностям; по интеллекту; по проектируемой профессии; по интересам учащихся.

15.(11). Дать экспер основание СТО. Опыты Физо и Майкельсона. Эффект Доплера в оптике. Описать методику изуч релятивистских эффектов в школ курсе физики. Какие виды памяти учитель д\н активизировать при изучении данного материала. Индивидуализация и дифференциация деятельности учителя на уроке.

Во 2-й половине 19 столетия после разработки земных методов измерения скорости света возникла проблема существования эфира и его свойств. В частности, как ведет себя эфир наполняющий движущиеся тела: увлекается ли эфир движущимися телами полностью, или увлекается частично или совсем не увлекается. Были осуществлены 2 важных оптических опыта по определению свойств эфира: опыт Физо (1851) и опыт Майкельсона (1881).

Опыт Физо. В середине 19 столетия, когда Физо выполнил свой интерференционный опыт, широкое распространение получила упругая теория по которой эфиру приписывались упругие свойства, согласно которой движущаяся среда увлекает эфир частично при коэффициенте увлечения - коэффициент увлечения Френеля.

И действительно, опыт подтвердил существование этого эффекта при хорошем количественном соотношении с формулами. Т.е. опыт Физо дал положительный результат и казалось бы подтвердил вывод Френеля о частичном увлечении эфира движущейся средой. В этом случае скорость распространения света:

по течению: , где - скорость движения среды (воды);

против течения: .

Рассчитаем - время распространения света по установке по течению; - время распространения света по установке против течения.

; ;

Из расчета следует, что наблюдаемый в установке эффект представляет собой эффект 1-го порядка.

; .

У двоенный эффект, который можно наблюдать при переключении насоса будет

Опыт Майкельсона. Для проведения опыта Майкельсон разработал новый интерферометр – интерферометр Майкельсона.

Т.к. для воздуха n=1, то для воздуха и увлечения эфира движущейся Землей должно отсутствовать, а раз нет увлечения, то должен наблюдаться эфирный «ветер».

При повороте установки на 90⁰ эффект приобртает отрицательное значение и поэтому наблюаться двойной эффект.

1-й опыт Майкельсона дал отрицатель. результат. Однако величина ожидаемого смещения составляла в этом опыте 0,04 полосы, т.е. была на пределе чувствительности, можно было и не заметить. Поэтому был задуман и осуществлен 2-й опыт Майкельсона (1887).

2-й опыт Майкельсона. За счет многократных отражений длина плеча была увеличена до 11м. Источником служила зеленая ртутная лампа с . И ожидаемое смещение .

В этом опыте также как и в 1-м эффект смещения полос не наблюдался, т.е. опыт дал отрицательный результат. Т.о. опыт Физо и опыт Майкельсона пришли к противоречии. Все последующие опыты при разных условиях дали отрицательные результаты. Т.о. возник кризис физики, связанный с понятием эфира.

В 1905 г. А.Эйнштейн разработал теорию, которая получила название СТО. СТО позволило объяснить все наблюдаемые явления без привлечения понятия эфира. СТО базируется на 2-х постулатах:

1. Постулат о постоянстве скорости света. Скорость света не зависит ни от движения источника света, ни от движения приемника света и представляет собой универсальную константу .

2. Принцип относительности Галилея, распространенный на все физические процессы. Все законы физики имеют одинаковый вид в различных ИСО, иначе говоря, законы природы инвариантны относительно преобразований Лоренца.

Из 2-х постулатов легко выводятся формулы – преобразования Лоренца.

Д ля отсчета времени произведем синхронизацию этих 2-х систем: в момент совмещения начала координат включим одновременно секундомеры, отсчитывающие время t в системе К и время t^/ в системе К^/. Из постулатов вытекают следующие преобразования.

-прямые преобразоавния Лоренца.

-обратные преобразования Лоренца.

Из преобразований Лоренца вытекает целый ряд кинематических выводов.

1. Длина жесткого стержня ; l, l₀ – длина жесткого стержня в системе К и К^/ соответственно.

2. ; - длительность процесса, происходящего в системе К и К^/ соответственно.

3. Нет абсолютности одновременности пространственно разделенных событий. Два события одновременные в одной ИСО оказываются неодновременными в другой ИСО, если эти события разделены в пространстве.

4. Теорема о преобразовании скоростей: ;

v^/ - скорость движения какого-то тела в системе К^/; v₀ - скорость движения системы К^/ относительно системы К; v – скорость движения того же тела в системе К.

Эффект Доплера. Впервые этот эффект был обнаружен Доплером в 1842г. при исследовании звуковых колебаний. Заключается он в том, что частота звука зависит от скорости движения источника звука и скорости движения приемника относительно воздуха или другой среды в которой звук распространяется. В 1849г Физо обобщил теорию Доплера, распространив её на всевозможные колебания, в том числе и на световые. Пришел к выводу, что частота воспринимаемая наблюдателем зависит от того движется ли источник по отношению к наблюдателю или наблюдатель относительно источника.

В классической теории, которая базировалась на представлении о мировом эфире эффект Доплера в оптике отличается 2-мя особенностями.

1. Величина доплеровского смещения зависит от абсолютных скоростей источника монохроматического света и приемника этого света относительно эфира, т.е. величина зависит от абсолютных скоростей.

2. В классической теории отсутствует поперечный эффект.

П родольный эффект.

Если источник движется под углом, то

СТО, в которой отсутствуют представления об эфире эффект Доплера зависит от относительной скорости источника монохроматического света. В СТО предсказывается поперечный эффект. Величина поперечного эффекта значительно меньше продольного эффекта.

Продольный эффект:

Поперечный эффект:

Продольный эффект – эффект 1-го порядка малости, поперечный эффект – эффект 2-го порядка малости.

Из СТО следует:

1-й знак соответствует сближению, а 2-й – удалению.Методика.

Изучение элементов теории относительности рекомендуют начинать с повторения того материала об относительности, который знаком учащимся, а именно: некоторые физические величины, характеризующие механическое движение и электромагнитное взаимодействие (координата, скорость, перемещение, импульс тела, кинетическая энергия, работа, индукция магнитного поля и т. д.), относительны, т. е. зависят от выбора системы отсчета, а другие (ускорение, заряд и т. д.) - инвариантны, т. е. не зависят от выбора системы отсчета; все законы механики справедливы относительно инерциальных систем отсчета и никаким механическим опытом, проводимым в данной системе отсчета, нельзя обнаружить, движется эта система равномерно и прямолинейно или покоится (принцип относительности Галилея). При повторении используют видеофильм «Относительность движения» и последнюю часть первого фрагмента видеофильма «Законы Ньютона», где иллюстрируется принцип относительности Галилея. После этого приступают к изучению специальной теории относительности.

Специальная теория относительности доказала, что законы электродинамики, как и законы механики, справедливы относительно любых инерциальных систем отсчета. А одновременно она явилась более глубокой теорией пространства и времени.

СТО построена по методу принципов, т.е. в основу ее кладут два постулата, которые опираются на опытные факты и, как исходные положения этой теории, ею не объясняются.

1) Все инерциальные системы отсчета равноправны; во всех инерциальных системах не только механические, но и все другие явления природы протекают одинаково (обобщенный принцип относительности Эйнштейна).

2) Скорость света с (в вакууме) одинакова во всех инерциальных системах отсчета и равна 3*10⁸ м/с.

В качестве опытного обоснования принципа относительности Эйнштейна следует рассмотреть опыт Майкельсона (его установку, идею, ожидаемый и полученный результат). Отрицательный результат этого опыта доказывает неправильность его исходной посылки о существовании абсолютной системы отсчета - эфира, в котором якобы развертываются все электромагнитные явления. Все инерциальные системы отсчета равноправны, законы природы в них одинаковы.

В качестве опытного обоснования второго постулата целесообразно рассмотреть движение двойных звезд.

Сложение скоростей. Закон сложения скоростей целесообразнее называть законом преобразования скоростей при переходе от одной инерциальной .системы отсчета к другой. Начать ознакомление школьников с этим законом целесообразно с создания проблемной ситуации, обратив их внимание на то, что постулаты СТО, на первый взгляд, противоречат друг другу. Действительно. одним из следствий принципа относительности в механике был закон сложения скоростей и вывод об относительном характере скорости. Между. тем второй постулат теории относительности утверждает: скорость света во всех инерциальных системах отсчета одна и та же, т. е. является величиной абсолютной. А. Эйнштейн доказал, что второй постулат не противоречит принципу относительности, просто закон преобразования (сложения) скоростей выглядит иначе.

В случае малых скоростей v<<c мы получаем закон сложения скоростей в механике. Пусть система отсчета К' связана с вагоном, который движется относительно системы отсчета К со скоростью v . Предположим, в центре вагона находится источник света и его вспышка производит зашторивание окон, находящихся в противоположных концах вагона. В системе К', связанной с вагоном, окна по световому сигналу зашториваются одновременно, так как они находятся на равном удалении от источника.

Но с точки зрения наблюдателя, находящегося в системе отсчета К, относительно которого этот вагон движется справа налево, передняя стенка вагона удаляется от светового сигнала со скоростью v, поэтому сигнал проходит расстояние l/2+vt (l - длина вагона). Задняя стенка надвигается на него с той же скоростью v, поэтому путь, проходимый сигналом, будет равен l/2-vt.В результате заднюю штору сигнал откроет скорее, чем переднюю. Пространственно разделенные события, одновременные с точки зрения наблюдателя в системе К', являются неодновременными с точки зрения наблюдателя К, относительно которого вагон движется. Итак, одновременность пространственно разделенных событий относительна.

Замедление времени. Для вывода соответствующей формулы вначале рассматривают движение светового сигнала в собственной системе отсчета и отмечают, что свет прошел путь L за время t₀ . Затем этот же процесс рассматривают с точки зрения наблюдателя, находящегося в системе отсчета К, относительно которой система отсчета К^/ вместе с вагоном движется со скоростью v.

Время 1₀, отсчитываемое в той системе отсчета, где происходит явление, называют собственным временем. Внимание школьников обращают на то, что в любой другой системе отсчета, движущейся относительно системы К, интервал времени больше (t>t₀) т.е. часы идут медленнее. В этом состоит релятивистский эффект замедления времени в движущихся системах отсчета.

Сокращение масштаба (преобразование длины отрезка при переходе от одной инерциальной системы к другой). При выводе относительности длины подчеркивают, что измерить длину отрезка - это указать одновременно координаты его начала и конца. Так как события, одновременные в одной системе отсчета, неодновременны в другой, то следует ожидать, что длина отрезка - понятие относительное. В мысленном эксперименте рассматривают измерение длины отрезка (линейки) с помощью световых сигналов, рассматривая распространение света от одного конца линейки и обратно с точки зрения наблюдателей из двух разных инерциальных систем отсчета: неподвижной системы К и системы отсчета К', связанной с самой линейкой и движущейся вместе с ней со скоростью v относительно системы К.

Анализируют полученную формулу. Из нее следует, что длина стержня относительна, она имеет наибольшее значение в той системе отсчета, где стержень покоится.

Зависимость массы от скорости. Масса является величиной относительной, зависящей от выбора системы отсчета. Если в системе, где тело покоится, его масса т₀ (масса покоя или собственная масса), то в любой инерциальной системе отсчета, движущейся со скоростью v, масса этого тела определяется формулой

Анализируя полученную формулу, указывают, что различие между массами т и т₀ заметно лишь при движениях со скоростями, приближающимися к скорости света.

Эта формула говорит также о том, что тела, имеющие массу покоя, не могут двигаться не только со скоростями v > с, но даже со скоростью v = с, ибо при этом масса становится бесконечно большой, что лишено физического смысла.

Психологические особенности памяти. Виды памяти и методы их изучения. Развитие памяти в школьном возрасте.

Память – психологический процесс запоминания, хранения, вспоминания, забывания информации.

Виды: группа 1 – по времени запоминания:

1. сенсорная (1/4 сек); 2. кратковременная (12 сек); 3. долговременная (не огр).

группа 2 – по объекту запоминания:

1. образная (зрительная, слуховая,…); 2. двигательная; 3. словесно-логическая.

Методы изучения памяти: Можно изучать непроизвольное запоминание, методом полноты свидетельских показаний; произвольное-методом графических ассоциаций; существуют также методы наблюдения за учащимися на уроке.

Развитие памяти: для этого используются приемы мнемотехники.

1. метод ассоциаций; 2. метод группировки; 3. метод крючки Бузана.

Память также развивается в ходе урока, упражнений, игр. На запоминание влияет осмысленность, логическая последовательность изложения, эмоциональная окрашенность, значимость материала, незаконченность, работа различных видов памяти.

Деференциация и индивидуализация образовательного процесса школьников на современном этапе.

Вместе с коллективной работой педагог осуществляет в обучении и индивидуальный подход к отдельным учащимся, учитывая индивид особенности каждого школьника с целью вовлечения его в коллективную работу класса. Сухомлинский настаивал на разработке индивид-го подхода к учащимся в школьной жизни. Советы учителю: умственные силы и возможности детей не одинаковы; возможно определить на что способен ученик в данный момент учебной деят-ти; можно определить как развивать способности в дальнейшем; найти ключ успеха. Главное в индивид-ом подходе: необходимо применение во всех классах, но чем младше ученик, тем больше значение приобретает индивидуализация обучения.

Дифференциация обучения. В школе дети занимаются по единому учебному плану, программам и учебникам. Но дети разные, различны интересы, склонности, задатки. Учебно-воспит процесс где учитываются индивид различия учащихся называется дифференцированным. Внутреняя дифференциация - в условиях работы в обычных классах. Внешняя дифференциация в условиях учета индивидуализации учеников, он объединяются в специальные дифференцированные учебные группы.

Виды дифференциации: дифференциация обучения по способностям; по интеллекту; по проектируемой профессии (музыкальная школа, с углубленным изучением какого-либо предмета); по интересам учащихся.

16.(10) 10.Понятие о равновесном тепловом излучении.

Нагретые тела как известно излучают элек. магн. волны. При комнатных темп-х это излучение для газа невидно. При повышении темп-ры например до 1000K или выше возникает хорошо видимое световое излучение. В нагретых телах атом совершает хаотическое тепловое движение при этом элек. заряженные частицы электроны и ионы непрерывно сталкиваются, тормозятся. Связанные с этими частицами резко изменяется при торможении и по элект. магн. теории Максвелла происходит излучение элек. магнитное и в частности световые волны. Излучение – это люмменесценция. Существует много различных типов люмменесценции. Это хемилюмменесценции, трибо люмменесценции – при удара быстрых частиц (электр-в или ионов), биологическая люмменесценциия и т.д.

Среди всех видов свечения – тепловое свечение (излучение) или по другому темп-ное излучение обладает очень важной особенностью. Тепловое излучение м/т происходить равновено.

Пусть внутрь этой оболочки внесено нагретое тело, при T_{1 .} И оно излучает эл. магнит. излучение это излучение возвращается обратно отражаясь от стенок частично – поглощается телом нагретым, но вначале плотность излучение в этой полости невелика и излучение больше, чем поглощение. При этом плотность излучения наполняющего полость увеличивается, увеличивается и кол-во поглощаемого излучения; темп-ра тела постепенно понижается и при не которой темп-ре и плотность излучения наступает равновесие м/у нагретым телом и его излучением. Излучается равно столько же сколько поглощается. Далее темп-ра тела остается неизменным, тело находится в равновесии со своим излучением и м/т находится в таком состоянии неограниченно долго. Темп-ное излучение в отличии от всех др-х излучений м/т протекать равновесно. Cв-во темп-го излучения отличается рядом принципиальных особенностей, введем ряд определений.

E(,T) – деффер-ная лучеиспускательная способность(в шкале частот)

E(,T) – энергия, испускаемая нагретым телом с единицы поверхности в единицу времени в одинаковом интервале частот вблизи частот  при данной темп-ре нагретого тела T, иначе, это мощность, испускаемая нагретым телом с единицы повер-ти в единичном интервале частот вблизи  при данной темп-ре T.

E(,T) – ( в шкале длин волн )

E(,T) – (тоже самое, вместо -  )

По приведенному опр-ю элементарная энергия :

энергия (мощность) в пределах интервала d и d



E(,T)=E(,T) d, следует E(,T) = E(,T) =E(,T) = E(,T) = E(,T) = E(,T) ; |E(,T)|= E(,T) (1)

Лучеиспускательная способность выражается (Дж(Вт)/……

т.е. волна энергетическая:[ E(,T)=Дж(Вт)/….

Ведем понятие лучепоглощательной способности

A(, T) - лучепоглощательная способность (в шкале частот)

A(, T) – определяет заряд падающей энергии, которая поглощается в единичном интервале частот вблизи частоты  при данной абсолютной темп-ре нагреваемого тела T.

A(, T) - лучепоглощательная способность (в шкале длин- волн )

A(, T) –вел-на безразмерная, м/т принимать знач-ия 0< A(, T)<1. Для разных тел вел-на A(, T) м/т сущ-но разл-ся с изменением v или λ. Для зеркала A(, T)=0; для абсол. черного тела A(, T)=1. Абсолютно чер. Тел нет, но есть вещ-ва, кот-ые способны поглащать почти все излучения, т.е по свойствам близки к абс. черному телу(сажа идр.). Кирхгоф предложил(1859 г)модель абс. чер. тела, кот-ая оказалась очень удобной.

-выражает з-н Киргофа, согласно кот-му отношение испускательной способ-ти тела к его поглащательной сп-ти не зависит от природы тела и равна испускат-ой спос-ти абс. черного тела при тех же т-ах и частот. и -испускательная и поглощательная спос-ть любого непрозрачного тела.

Начиная с 70-х годов 19-го века интенсивно изучали черные тела. На основании собственных измерений суммарного излучения Стефан вычислил(1879):

черное тело нечерное тело

E_T~T⁴; E_T=dT⁴ (3)

Ч/з 5 лет 1884 году Больцман Тефоний доказал , что это соотношение определяет, только суммарное излучение абсолютно черных тел.

закон Стефана Больцмана d=5.7 10^-8(Вт/м²к⁴)

d- постоянная Стефана Больцмана

Следующий шаг сделан нем. учен. 1893 году Вином. Из термодинамических соображений получил вывод, что длина волны l^э~ ;

b 2.9 10^-3(мк) – постоянная Вина

Закон пятой степени

~T⁵ c^”= 1.3 10^-5 Вт/м²к⁵м (4)

l^э- длина волны на которую приходится максимум лучеиспускательной способности абс. черн тела. К началу 20-го века были известны такие частные закономерности. Попытка ряда ученых получить функцию распределения энергии по длинам волн, в спектре абс. черных тел, исходя из классических представлений оказалось неудачной.

d = dλ; = ; -? -?

В конце 90-х Релей и Джинс исходя из класс-х пред-ий о том, что энергия изл-ия элем-х излучателей из кот-х состоит абс. черное тело м/т изменятся непрерывно эта энергия изл-ия, испускается сколь угодно малыми порциями. Посредством термодинамического представления они получили:

= -ф-ия Релея-Джинса.

=2 -формула Релея-Джинса.

В длинноволновой части спектра под ф-ией Р.Д. хорошо соот-ет эксп-ой кривой, а в коротковолновой части эти кривые расходятся. В 1900г. Планк выдвинул гипотезу о том, что изл-ие нагретых тел происходит не непрерывно, а дискретно, отдельными порциями энергии, квантами изл-ия-фотонами. Это предположение противоречило осн. Законам физики о непр-ти процессов. Исходя из этой гипотезы Планку удалось получить ф-ию распределения энергии абс. черного тела, кот-ая хорошо соот-ло эксп. данным. Он смоделировал абс. черное тело как совок-сть гармонических осцилляторов, каждая из кот-х имеет свою частоту. Т.к осц-ов много, то и частот тоже. По Планку энергия гарм. осц-ра м/т принимать дискретный ряд значений. Изобразим соот-ий график:

W_n=nhv; n-целое число. Энергия гар. Осц-ра дискретна.W_n-энергия гар. осц-ра на n-ом уровне.v-частота. h- пост. Планка. ∆W_n= hv.

Из статестических расчетов м/о получить связь с ф-ей распределения энергии по спектру т.е велечины со средней энергией гар. осц-ра <W₁>;

= ; Планк предложил, что распределение осц-ра по энерг-им уровням подчинено законам Больцмана. -распределение Больцмана. Велечина <W₁> оказалось = ; Подставим полученное значение: = -ф-ия Планка в шкале частот. = -ф-ия Планка в шкале длин волн. Восполь-ся последней фор-ой и введем новую переменную , подставим в ф-ию Планка: = = ; чтобы выйти на з-н Вина, радо иссл-ть послед. ф-лу на экстремум и максимум. , ; , x₃=x^{экстремальное.} , ; -трансцендентное урав-ие. Будем решать посл. уравнение методом последовательных приближений. 1-ое прибл-ие: -не производная. 2-ое прибл-ие: х^’’=5- , 150, . -2-ое приближение. х^э=4.98. Пусть х^э=5, ;

введем обозначение , -закон смещения Вина.

-

ф-ла Планка для испускательной способности абс. черного тела.

Система образования РБ.

Система народного обр-ия РБ включает в себя учреждения дошкольного восп-ия, общеобразов-ые школы различных типов, проф-тех, среднеспец-ые и высшие уч. заведения различной формы проф. обучения и повышения квалификации работников просвещения. Обучение ведется на башкирском, русском, татарском, чувашском языках, марийском и удмуртском. На ряду с госуд-ыми вузами функционируют и

негосударственные: восточный институт экономики гуманитарных наук. Система народного воспитания и обучения у башкир складывалась веками и отразилась в устном народном творчестве, традициях и обычиях: медресе мектебы…

Перспектива развития народного обр-ия РБ направлена на усиление национального компонента и повышение уровня образования.