Ciało doskonale czarne – przykładem może być promieniowanie z małego otworu lub wnęki pod warunkiem, że promieniowanie nie zależy od materiału ani kształtu wnęki.
Moc wypromieniowywana z ogrzewanego ciała zależy od długości fal promieniowania.
Kształt rozkładu mocy emitowanej przez fale o różnej długości jest następujący
Wzór Wiena – nie opisujący dokładnie krzywej natężenia promieniowania ciała doskonale czarnego:
Wzór Plancka – empiryczny wzór opisujący dobrze krzywą natężenia promieniowania ciała doskonale czarnego:
gdzie: C1=2pc2h, a C2=hc/k gdzie k – stała Boltzmanna.
Zależności
· natężenie całkowitego promieniowania cieplnego E ciała doskonale czarnego jest wprost proporcjonalne do czwartej potęgi jego temperatury bezwzględnej:, gdzie współczynnik s = 5.669×10-8 W/(m2×K4) nosi nazwę stałej Stefana – Boltzmanna.
· dla ciała doskonale czarnego iloczyn długości fali lmax odpowiadającej największemu natężeniu promieniowania i jego temperatury bezwzględnej T ma stałą wartość i wynosi: , gdzie stała b=2.898×10-3 m×K
Planck założył, że promieniowanie z wnęki jest emitowane i absorbowane przez oscylatory atomowe w ściankach wnęki. Oscylatory takie mają następujące własności:
· energia oscylatorów może przybierać tylko takie wartości, które dane są przez E=nhn, n=1, 2, 3, ...gdzie n jest częstotliwością drgań oscylatora a h oznacza stałą Plancka
· oscylatory mogą emitować energię jedynie w dyskretnych, czyli skwantowanych ilościach odpowiadających zmianie liczby n o jedną jednostkę
· wyemitowana energia rozchodzi się dalej w postaci klasycznej fali elektromagnetycznej
Efekt Comptona
Marcin0402