Лекция 9 Атомная и квантовая физика

5-модуль. 9 лекция. Атомная и квантовая физика

Тепловое излучение. Фотоэффект. Эффект Комптона.

• Вопросы для рассмотрения:
  Проблемы излучения абсолютно черного тела.
  Квантовая гипотеза и формула Планка.
  Фотоны.
  Энергия и импульс квантов света.
  Закон Стефана-Больцмана.
  Закон смещения. Фотоэффект. Эффект Комптона.

Одна из проблем заключается в том, что классическая электродинамика, описывающая излучение электромагнитных волн, предсказывает, что абсолютно черное тело должно излучать бесконечно много энергии на бесконечно коротких длинах волн. Это не соответствует экспериментальным наблюдениям.

​

​Проблемы излучения абсолютно черного тела:

• Квантовая гипотеза утверждает, что энергия излучения не распределяется непрерывно, а дискретизируется в виде квантов (или фотонов).

• Формула Планка описывает спектральную плотность излучения абсолютно черного тела и выражается следующим образом:​

Квантовая гипотеза и формула Планка.

• Фотон - это квант света, элементарная частица, несущая энергию электромагнитного излучения.

• Закон Стефана-Больцмана:

  • Закон устанавливает связь между температурой абсолютно черного тела и его излучательной способностью. Формулируется как:

  • • P - излучаемая мощность,

    • A - площадь поверхности тела,

    • T - абсолютная температура тела в Кельвинах,

    • σ - постоянная Стефана-Больцмана.

• Закон смещения:

  • Этот закон устанавливает связь между максимальной интенсивностью излучения абсолютно черного тела и его температурой. Формулируется как:

  • где λmax​ - длина волны, на которой достигается максимальная интенсивность излучения,

  • T - температура тела.

• Фотоэффект:

  • Фотоэффект - это явление вырывания электронов из поверхности материала под действием света (фотонов).

• Эффект Комптона:

  • Эффект Комптона - это изменение длины волны рассеянного рентгеновского или гамма-излучения на свободном электроне вследствие упругого соударения.

• Фотоэффект:

  • Фотоэффект - это явление вырывания электронов из поверхности материала под действием света (фотонов).

• Эффект Комптона:

  • Эффект Комптона - это изменение длины волны рассеянного рентгеновского или гамма-излучения на свободном электроне вследствие упругого соударения.