Тепловое излучение

Этот результат полностью противоречит экспериментальным данным (рис.) Рис. Сравнение закона распределения энергии по длинам волн r(λ, T) в излучении абсолютно черного тела с формулой Рэлея–Джинса при T = 1600 К (=с/). На практике такой закон означал бы невозможностьтермодинамического равновесия между веществом и излучением, т.к. согласно ему вся тепловая энергия должна была бы перейти в энергию излучения коротковолновой области спектра. Такое гипотетическое явление было названо ультрафиолетовой «катастрофой».

Стало ясно, что решить задачу о спектральном распределе-нии излучения абсолютно черного тела в рамках существую-щих теорий невозможно. Проблема была успешно решена в 1900 г немецким физиком М. Планком на основе новой квантовой идеи: излучение и поглощение света (энергии) происходит не непрерывно, а дискретно, т. е. определенными порциями (квантами).

• Макс Планк
• Max Planck
• 23.04.1858 – 4.10.1947 гг
• Научная сфера: физика
• Награды и премии
• Нобелевская премия по физике (1918)
• Медаль Лоренца (1927)
• Медаль Планка (1929)

Планк первым высказал гипотезу о квантовании энергии осциллятора (колебательной системы), несовместимую с принципами классической физики. Именно эта гипотеза дала толчок процессу пересмотра и ломки старых понятий, который завершился созданием квантовой физики.

• Квантовая гипотеза Планка
• Излучение и поглощение света происходит не непрерывно, а дискретно, т. е. определенными порциями (квантами), энергия которых 
• определяется частотой  :
•  = h  ћ,
• h = 6,63.10-34 Дж.с - постоянная Планка; (ћ = h/2,  = 2).

Кванты электромагнитного излучения (фотоны,  - кванты) движутся со скоростью света, они не существуют в состоянии покоя, их масса покоя (m0) равна нулю. Основные характеристики фотонов Энергия фотонов  = h = hс/; Импульс p = h/с = h/с = h/. Эти формулы связывают корпускулярные характеристики фотона  - энергию, р - импульс с волновой характеристикой излучения:  - частотой (или длиной волны ).

• Формула Планка для универсальной функции Кирхгофа (спектральной плотности энергетической светимости)
• или

Эти формулы блестяще согласуются с опытами по распределению энергии в спектрах излучения черного тела во всем интервале частот (или длин волн) и температур.

• Вывод законов излучения АЧТ из формулы Планка

Закон Вина

Температурные характеристики излучения АЧТ (Т – истинная температура тела, К)

М.Планк решил проблему спектрального распределения света, излучаемого нагретыми телами, перед которой классическая физика оказалась бессильной.