Маъруза машғулотлари модул № мавзу: амалий оптика фанининг ўрни ва аҳамияти

Стефан-Больцман ва Вин силжиш қонуни
Австралиялик физик Стефан (1835-1893) 1879 йилда барча тажриба натижаларини таҳлил қилган ҳолда ва Л.Больцман 1884 йилда термодинамик усулларни қўллаган ҳолда Кирхгоф универсал функциясининг частота ва температурага боғлиқлик масаласини қисман ечиб, жисмлар ёрқинлигининг температурага боғлиқ эканлигини қуйидагича аниқладилар:
,
яъни, абсолют қора жисмнинг ёрқинлиги унинг термодинамик температурасининг тўртинчи даражасига муттаносиб эканлигини келиб чиқди (Стефан-Больцман қонуни): бу ифодадаги Стефан-Больцман доимийлиги бўлиб унинг тажрибалар асосида аниқланган қиймати га тенг.
Вин силжиш қонуни: Абсолют қора жисмнинг максимум ёрқинлик спектрал зичлигига тўғри қеладиган тўлқин узунлик унинг термодинамик температурасига тескари муттаносиб.
Вин силжиш қонуни математик ифодаси:
,
бу ердаги Вин доимийси бўлиб, унинг тажрибалар асосида аниқланган қиймати га тенг. Ифода Вин силжиш қонуни дейилишига сабаб жисм температурасининг ортиб бориши билан фунқция максимуми қисқа тўлқин узунлик томонига силжиши бўлади. Вин силжиш қонуни бўйича жисм температурасининг пасайиши билан улар спектрлари узун тўлқинли электромагнит нурларни чиқарадилар.
Тажриба натижалари билан тўғри келадиган абсолют қора жисмнинг ёрқинлиги спектрал зичлигининг формуласи 1900 йилда немис физиқи М.Планк томонидан топилди.
Бу масалани ечиш учун М.Планк ўзининг квант гипотезасига асосланди: атомли оцилятор ўзининг энергиясини узлуксиз бўлмаган ҳолда (дисқрет) порциялаб-квантлар билан нурлайди ва у квант энергияси тебраниш частотасига тўғри муттаносиб бўлади:
,
бу ерда М.Планк доимийси.
Агар нурланиш порциялар билан чиқарилса, унда оцилятор энергияси , элементар порцияси бўлган фақат аниқ дисқрет энергиянинг бутун сонларига каррали қийматларини қабул қилиши мумкин:
( )
1900 йил 14 декабрда немис физикаси жамияти йиғилишида М.Планк ўзининг формуласини чиқариб беради. Шу куни квант физикасининг туғилган куни бўлиб ҳисобланди.
Шундай қилиб, М.Планк формуласи фақатгина тажриба натижалари билан мос келиши билан бирга, у иссиқлик нурланиши қонунларини ўз ичига олади, худди шундай формуладан иссиқлик нурланиши қонунларидаги доимийликларни ҳам ҳисоблаб топиш мумкин бўлади. Шуниндек М.Планк формуласи Кирхгоф томонидан қўйилган иссиқлик нурланишининг асосий масаласи тўла ечими бўлиб ҳисобланади. фақатгина М.Планкнинг революцион квант гипотезаси асосида нурланиш қонунлари ўз ечимини топди.