Физика кафедрасы
жүктеу/скачать 1,16 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Пайдаланган өдебиеттер ^
2 ) шамасы сәулешығарғыштык кабілеті деп те аталады (!) және (2) ернектерден интегралды және монохроматты каркындардың арасындағы байланысты аламыз: (3) 55
Толкын үзындығынын интервалы А-(<^+(іА) болатын монохроматты жарык дененін бетіне түскенде, онын энергиясының (Е Атус) бір белігі (Е А шзғ) шагылады, ал бір бөлігі (ЕА жуі) жұтылады. Энергияның айналу және сақталу заңы бойынша: Е А
Е А шаг*^ Е А ікүт . (4)
Т еңдіктіңекіж ағы н Е^түсбелем із ЕАшаУЕ^тус+ЕАжү/ЕАтү;;=1. (5) Е/^жүУ ЕА^у,=а(А,Г) деп белгілеп, дененің сәулені жүту кабілеті деп, ЕАша/ Е ) дененің сәуле шагылдыру кабілеті деп аталады. Дененің сәуле жүту кабілеті денеге /} -:-(А+ <ІА) интервалмен түскен сәуленің энергиясының кандай белігінің жүтылатынын керсетеді. Өзінің бетіне түскен жарык энергиясын толык жүтатын дене абсолют кара дене деп аталады. Абсолют кара денелерден шагылган энергия ЕАщаг^О, яғни =1. Табигатта абсолютты кара дене жок. Кейбір заттардың мысалы, кемір, кара баркьгг абсолют кара денеге жакын , бүлардың . ' Сәуле шыгарудың монохроматгы каркындылыгының дененін сәулені жүту кабілетіне катынасы берілген температура мен берілген толкын үзындыктары үшін түракты шама. Бүл түжырым Кирхгоф заңы делінеді Олай болса.дене езі кандай сәуле шыгарса, сондай сеулені жүтады немесе керісінше. Түракты шама дененің табигатына байланысты емес, тек толкын үзындыгы мен температураның функциясы. Абсолют кара дене үшін ^ (^ ,? ')^ ! болса, онда ^(^^.^^^^^(А .Г^.Бүдан ^'(/^,?') ш ам асы аб со л ю тк ар а дененің сәулешығаруынын монохроматты каркындылығы екенін кереміз. Басқа денелер үшін а (^ ,Г )< і, 7 (/^ ,Г ) = б ^ (^ ,7 ').ғ (А ,Г ). . 56
Кванттык физиканың гипотезалык сәулешығаруына сүйеніп Планк
сіатистикалы к физиканын әдістері аркылы. мына өрнекті дәлелдеді \ I (7) мүнда
һ - Планк түрактысы; к - Больцман түрактысы; с - жарык жылдамдығынын елш ем бірлігі. (3) ж әне (5) теңдеулерді бірге шеше отырып Планк өрнегін (7) толқын узындығының бар.[ык интервалы бойынша интегралдап мына өрнекті аламыз: У (Г ) = ]^ (А , Г ) . = ((2лг'Д Г')/(! 5 с 'Л ') ) - ( Г ') 0 немесе ^(Тһ<УТ*. * (8) Абсолют кара дененің !с уакыт ішіндегі шыгарган сәулесінің толык энергиясы сол дененің абсолют температурасының төртінші дәреж есіне тура пропорционал. Бүл Стефон-Больцман заңы делінеді.
Д ж /(м 'с К ') . Абсолют кара дененің температурасы И болып, қоршаған ортаның температурасы Т2 болсэ, абсолют кара денелерден түратын коршаған ортаға беретін энергиясы (8) өрнек бойынша аньщталады. . (9)
Басқа денелердің сәуле шығарғыштығы осы зандылыкка бағ! һ цы және олардың әрбір толкын үзындығының сәулешығаруы абсолют қэ' а день.''ердін сәуле шығаруынан а(А,Г) есе аз болады. Толык сәуле шығару р ,негі У = 0 ; ^ ^ " . (10) Планк ернегінен сәуле шығарудын жіктелуінің толқын үзындығына байланысты екенін
корытуға болады.
Сәуле шығарудың максимум каркындылығы м ы наш артбойы нш ааны кталады : (ІЕ(^,Т)/(ІА=0, б ү лм ы н а өрнекке әкеледі: 37
және - С ) Т ^ , С ,С і-т ү р а к т ы с а н д а р . Сәуле шыгарудын максимум карқындылығы сай келетін толкын үзындыгы / температураға /Т/ кері пропорцнонал. Максимум сәуле шыгару температура өскен сайын қыска толкындарға карай ығысады. Бүл Виннін I - заңы делінеді. С =2,89810'^ Мк, С, = !,29 -10'^ Вт/М^ К ^ . Сәуле
ш ы гаруд ьт ен
жоғары каркындылығы дененін абсолют
температурасыньщ бесінші дәрежесіне тура пропорционал. Бүл Виннің И - заңы делденеді. С теф ан-Больцм анж әнеВ ин заңдарыныңграфигі 1-суреттекерсетілген. 38
жу.ммсм Ж үмыстын максаты: Абсолют кара емес денелердін жарык ш ы гарғы тты ғы н зерттеу арқылы Стефан-Больцман түрактысын анықтау. Абсолют кара емес денеге электр шамынын вольфрам кылы алынған. Жүмыстын сүлбасы 2 - суретте көрсетілген. Электр шамынын вольфрам кылынан /2/ шыккан жарык фильтр /3/ аркылы линзаға /4/ түсіп, одан әрі параллель сәулелер түрінде екінші объектив, линза /5/ аркылы фотоэлектрлік пирометрге ФЭП - 4 түседі. Пирометрден /6У өткен ток күші вольфрам кылының кызу дәрежесіне тәуелді. Сондыктан пирометрге жалғанған гальвонометрдің шкаласы Цельсии шкаласына ауыстырылғандыктан, ғальвонометр ток күшін емес вольфрам 59
кылының кызу температурасын /Т/ керсетеді. Вольфрам кылдан ететін ток күші УА/ амперметрмен, онын кернеуі /П/ вольтметрмен елшенеді. Электр шамы ЛАТР /7/ арқылы ток кезіне /220В/ жалғанған. Пирометрге түракты ток кезі кажет болғандыктан, оны айнымалы токты түзеткіш / выпрямитель/ /8/ аркылы Л АТР -га жалгауга болады немесе жеке тұракты ток кезіне жалғайды. Егер кыздырылған вольфрам кылының температурасы Т, электр тогынын куаты аркылы үнемі толтырылып отырылса /Р =Ш /, онда кылдьщ сырткы ортаға тарататын энергиясы жылулык сәулешығару энергиясына айналады деп түжырымдауға болады. Өйткені жылу өткізгіштік және конвекция аркылы жоғалатын энергияның шамасы ете аз болады. Егер ортаның немесе вольфрам қылының алғашкы температурасы /кыздырмай түрғандығы/ Т^ болса, онда осы сәулешығару үш ін'энергиянын сакталу -заңын жазамыз: қыздырылған кылдың шығарған сәулесінің энергиясы ^ 2 = а,
электр тогының куаты /Р / мен кыздырылғанға дейінгі кылдың энергиясының косындысына тен : ^2=Р+У<; а, <УТі8=Ш+а, <У=Ш/а, 5(ТІ* - Т И ( ВТ/М -К "). (І2 )
Фотоэлектрлік термометрдің какпагы (9) ашылып ЛАТР -дың түткасы "0" көрсеткішке койылады. 2. Аспапты тумблер аркылы ток кезіне косамыз, бүдан кейін сигнал шамы жанады. 3. ЛАТР-дың түткасын асыкпай айналдырып приборға 90 Вольттан бастап Ю вольт сайын, !80вол ьтка /м ы с:9 0 ,Ю 0 ,И 0 ,.../ әртүрлі кернеу береміз және сол кернеулерге сәйкес токты жэне температураны жазып аламыз. 4. Жазып м ы н ган шамалар бойынша және (І2 ) өрнекті пайдаланып 1- кестені толтырамыз, а; = 0,45, 8=2,20- ]0 " м \ 60
мүнда 8- сәуле шығарушынын бетінін ауданы. І2=293К. 5. Больцмантүрактысынын ^сенім интервалы н А 6. Аныкталған мәндерді ] - кестеге жазамыз. 1-кесте и , в
^,А ГьК
Т:,К <^,.Вт/м-К' <У;,Вт/М-К' 8<^
! 2 3 4 - 5 6 і 7 } 8 9 )0 }
!. Ж ылулық сәуле шыгарғыштык дегеніміз не? 2. Дененін сәуле шығарғыштык кабілеті дегеніміз не? 3. Дененің жүту және шағылдыру кабылеті дегеніміз не? 4. Сәулешыгару кабілетінің дененін
температурасы мен
толқын ұзындығына тәуелділігі кандай? 5. Абсолюі кара де<чеге кандай денелер жатады? 6. Кирхгоф. Стефаң-Больцман, Вин I, Ч заңдарын түсіндіріндер. 7. Стефан-Ьольцман, Вин түракты сандарының физикалық мәнін айтыңдар. Пайдаланган өдебиеттер ^ !. Абдуллаев Ж. Физика курсы, Алматы: Білім, 1994. 251-257-6. 2. Зисман Г. А. Тодес С. М. Курс общей физики. Т.З. М.: Наука, 1972. 302- б.
3. Трофимова Т. И. Курс физики, М.: Высш. шк. 1985. 292-295-6. Бакылау сүрактары 62
№64 Лабораториялық жүмыс. Сыртқы фотоэффект құбылысын зерделеу............................................. 3 №65 Лабораториялық жүмыс. Гелий-Неон (Н е-^ е) лазерінің ерекшелігін зерттеу............................ ] 3
№68 Лабораториялық жұмыс. Жарық сәулесін шыгару және жұту спектрлерін аны қтау..................24 №72 Лабораториялық жұмыс. Жарық дифракциясы құбылысын зерделеу............................................ 3 9 №80 Лабораториялык жұмыс. Микроскопты пайдаланып, шыны пластинканың сыну керсеткішін аныктау...................................................................................... .. № !02 Лабораториялық жұмыс. Стефан-Больцман тұрақтысын анықтау................................................... 5 $
63 ҚАРАЛДЬ[ Физика кафедрасыньщ мәжілісінде «20» мамыр 2003ж. № 4 хаттама Кафедра меңгерушісі, профі^сор ^ С м и р н о в Ю.М. БЕКІТІЛДІ ГЭФ әдістемелік бюросында «20» мамыр 2003 ж. №13 хаттама Әдістемелік бюроның төрағасы т.ғ^' ^ а р о в С.В. Ф изиканың лабораториялык жүмыстары То.ікындык және кванттык оптика бөлімі бойынша студенттерге арналган әдістемелік нүскаулар !-бөлім Қүрастыргандар: Ракым Қ.Р. Биімбетова Г.М. Редакторы Сагадиева Қ.К. Басуға кол койылды « / ^ )) 2003 ж.
Пішімі 60x90/16 Таралымы 200 дана. Есептік баспа табағы 4,0 Тапсырыс № ^ 7 ^ 3 Бағасы келісімді КарМТУ баспа-көбейту шеберханасы, Қарағанды, Бейбітшілік бульвары,56 жүктеу/скачать 1,16 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|