Учебное пособие: Геометрична оптика та квантова фізика

Тіло, що здатне поглинати повністю при будь-якій температурі все падаюче на нього випромінювання будь-якої частоти називається абсолютно чорним . Значить поглинальна здатність абсолютно чорного тіла для всіх частот і температур (сажа, пластикова чернь, чорний бархат близькі до а.ч.т.).

Ідеальною моделлю а.ч.т. є замкнення порожнина з невеликим отвором, внутрішня поверхня якої чорна. Промінь, що ввійшов туди багато разів відбивається від стінок і інтенсивність проміння, що виходить, практично дорівнює нулю. Досвід показує, що при розмірі отвору <0,1 діаметр порожнини, падаюче випромінювання всіх частках " повністю поглинається" (Відкриті вікна будинків – чорні з боку вулиці, хоча всередині досить освітлено.)

"Сіре" тіло, не залежить від частоти, а тільки від

Закон Кірхгофа

Кірхгоф, спираючись на другий закон термодинаміки, встановив, що

Тобто, це відношення не залежить від природи тіла і є універсальною функцією частота і температури. Для а.ч.т. і

універсальна функція Кірхгофа є спектральна густина променистості абсолютно чорного тіла.

Для сірого тіла

Закон Стефана-Больцмана та закон зміщення Віна

Й.Стефан (експеримент) в 1879 р. і Л. Больцман (теорія) в 1884 р. встановили, що

sТ⁴ .

s= Вт/м² К⁴

В. Він встановив закон зміщення:

мК.

Але встановлення загальної картини розподілу енергії по частотах при різних температурах було ще попереду.

Формули Релея-Джінса та Планка

Релей та Джінс встановили теоретично, що

- постійна Больцмана.

Дослід показав, що формула Р-Дж узгоджується з експериментом тільки в області малих частот і великих температур. При великих частотах – різке розходження

- У.Ф. Катастрофа.

Вихід з цього був знайдений М.Планком у 1900 р.

М Планк висунув квантову гіпотезу

Атомні осцилятори випромінюють енергію не неперервно, а порціями – квантами, причому