- •5.6. Квантовая природа излучения
- •5.97 Закон Кирхгофа____________________________________________
- •5.102 Формула Планка для универсальной функции Кирхгофа____________
- •5.103 Вывод частных формул и законов из формулы Планка________________________
- •5.105 Виды фотоэффекта___________________________________________________________
- •5.106 Принципиальная схема для исследования фотоэффекта_________
- •5.107 Вольт-амперная характеристика фотоэффекта__________________
- •5.108 Законы внешнего фотоэффекта________________________________________________
- •5.109 Уравнение Эйнштейна____________________________________________________
- •5.110 Объяснение законов фотоэффекта на основе квантовой теории (на основе волновой теории не объясняется)____________________________________
- •5.111 «Красная граница» фотоэффекта__________________________________
- •5.112 Линейная зависимость задерживающего потенциала u0 от частоты v______
- •5.6.3. Давление излучения
- •5.113Давление излучения на основе квантовой и волновой теорий______________
- •5.6.4. Эффект комптона
- •5.114 Комптоновский сдвиг___________________________________________________
- •5.115 Интерпретация эффекта Комптона________________________________________
- •5.118 Проявление волновых и корпускулярных свойств света_____________________
5.102 Формула Планка для универсальной функции Кирхгофа____________
впеременныхV, Т Формула блестяще согласуется с опытом по распределению
энергии в спектрах излучения черного тела во всем интервале частот (длин волн) и температур, [ h — постоянная Планка; ν - частота излучения;
в переменных λ, Т λ — длина волны излучения в вакууме; k - постоянная
Больцмана; с — скорость света в вакууме; Т – термодинамическая температура]
Сравнение теорий Рэлея—Джинса и Вина с теорией Планка, хорошо согласующейся с опытом.
5.103 Вывод частных формул и законов из формулы Планка________________________
Формула Рэлея—Джинса__________________________________________________________
hν >>kT (энергия кванта много меньше энергии теплового движения).
т. е. получили формулу Рэлея—Джинса 5.100.
Формула Вина_____________________________________________________________________
________________
hν >>kT (энергия кванта много больше энергии теплового движения).
т.е.. получили формулу Вина 5.100.
Закон Стефана—Больцмана________________________________________________________
Закон Вина_______________________________________________________________________
Приравняв нулю эту производную, получим , при которойдостигает максимума. Введя, получимхех - 5(е х - 1) = 0. Это —
трансцендентное уравнение, решение которого методом последовательных приближений дает х = 4,965. Тогда
, т. е. получили закон Вина 5.99 .
[h — постоянная Планка; v — частота излучения; k — постоянная Больцмана; Т — термодинамическая температура; и — спектральная плотность энергетической светимости черного тела (универсальная функция Кирхгофа) в переменных v, Т и λ, Т; λ — длина волны излучения в вакууме; с — скорость света в вакууме; σ — постоянная Стефана—Больцмана; b — постоянная Вина]
Выводы. Формула Планка не только хорошо согласуется с экспериментальными данными, но и содержит в себе частные законы теплового излучения, а также позволяет вычислить постоянные в законах теплового излучения. Следовательно, формула Планка является полным решением основной задачи теплового излучения, поставленной Кирхгофом.
[Т — истинная температура тела; — энергетическая
светимость черного тела; и — спектральная плотность энергетической
светимости черного тела в переменных v, Т и λ, Т ; v— частота излучения; λ — длина волны излучения в вакууме; σ — постоянная Стефана—Больцмана; — энергетическая светимость серого тела; — спектральная плотность энергетической светимости тела; Аv,T — спектральная поглощательная способность тела; b — постоянная Вина]
ФОТОЭФФЕКТ: ЕГО ВИДЫ И ЗАКОНЫ
5.105 Виды фотоэффекта___________________________________________________________
Внешний фотоэффект_____________________________________________________________
Испускание электронов веществом (металлом, полупроводником, диэлектриком) под действием электромагнитного излучения.
Внутренний фотоэффект
__________________________________________________________
Вызываемые электромагнитным изучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу. В результате концентрация носителей тока внутри тела увеличивается, что приводит к возникновению фотопроводимости (повышению электропроводности полупроводника или диэлектрика при его освещении) или к возникновению ЭДС.
Вентильный фотоэффект_________________________________________________________
Возникновение ЭДС (фото-ЭДС) при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла (при отсутствии внешнего электрического поля). Вентильный фотоэффект — разновидность внутреннего фотоэффекта.