የሙቀት ጨረራ የስቴፋን ቦልትማን ህግ በሃይል ብርሃናት መካከል ያለው ግንኙነት R e እና ጥቁር አካል ያለው የኢነርጂ ብርሃን ስፔክትራል ጥግግት መካከል ያለው ግንኙነት ግራጫ አካል የዊን መፈናቀል ህግ (1 ኛ ህግ) የአንድ ጥቁር የኃይል ብርሃን ከፍተኛው የእይታ ጥግግት ጥገኛ ነው። የሰውነት ሙቀት (2 ኛ ህግ) የፕላንክ ቀመር

THERMAL RADIATION 1. የፀሐይ ኢነርጂ ብርሃን ከፍተኛው የእይታ ጥግግት በሞገድ ርዝመት = 0.48 ማይክሮን ነው። ፀሐይ እንደ ጥቁር አካል እንደሚፈነጥቅ በማሰብ, ይወስኑ: 1) የንጣፉን ሙቀት; 2) በላዩ ላይ የሚወጣው ኃይል። በዊን የመፈናቀል ህግ መሰረት፣ በፀሐይ ላይ የሚወጣ ሃይል በስቴፋን ቦልትማን ህግ መሰረት፣

THERMAL RADIATION 2. ፕላቲነም A T = 0.8 የመምጠጥ አቅም ከሆነ በ 1 ደቂቃ ውስጥ ቀልጦ ፕላቲነም ወለል ላይ 50 ሴሜ 2 የጠፋውን ሙቀት መጠን ይወስኑ. የፕላቲኒየም የማቅለጫ ነጥብ 1770 ° ሴ ነው. በፕላቲኒየም የሚጠፋው የሙቀት መጠን በሞቃት ወለል ከሚወጣው ኃይል ጋር እኩል ነው።በስቴፋን ቦልትማን ህግ መሰረት፣

የሙቀት ጨረራ 3. የኤሌትሪክ እቶን ኃይል P = 500 ዋ ይበላል. d = 5.0 ሴ.ሜ የሆነ ዲያሜትር ያለው ክፍት ትንሽ ቀዳዳ ያለው የውስጠኛው ገጽ የሙቀት መጠኑ 700 ° ሴ ነው። በግድግዳዎች ምን ያህል የኃይል ፍጆታ ይከፈላል? አጠቃላይ ኃይሉ የሚወሰነው በቀዳዳው በኩል በሚወጣው ኃይል ድምር ነው በስቴፋን ቦልትማን ህግ መሰረት፣ በግድግዳው የተበተነው ኃይል፣

THERMAL RADIATION 4 የተንግስተን ፈትል በቫኩም ውስጥ ይሞቃል ከኃይል ኃይል I = 1 A እስከ የሙቀት መጠን T 1 = 1000 K. በየትኛው ጥንካሬ ውስጥ ክር ወደ ሙቀት T 2 = 3000 ኪ. የተንግስተን የመምጠጥ ቅንጅቶች እና ከሙቀት መጠን T 1 ፣ T 2 ጋር የሚዛመዱ የመቋቋም አቅሞች እኩል ናቸው-a 1 = 0.115 እና 2 = 0.334; 1 = 25, Ohm m, 2 = 96, Ohm m የሚመነጨው ኃይል ከኤሌክትሪክ ዑደት ከሚፈጀው ኃይል ጋር እኩል ነው በተረጋጋ ሁኔታ የኤሌክትሪክ ኃይል በመቆጣጠሪያው ውስጥ የተለቀቀው በ Stefan Boltzmann ህግ መሰረት.

THERMAL RADIATION 5. በፀሐይ ስፔክትረም ውስጥ ከፍተኛው የኢነርጂ ብሩህነት መጠን በ .0 = 0.47 ማይክሮን የሞገድ ርዝመት ይከሰታል. ፀሐይ ሙሉ በሙሉ እንደ ጥቁር አካል እንደምትወጣ በማሰብ፣ ከምድር ከባቢ አየር ውጭ ያለውን የፀሐይ ጨረር (ማለትም፣ የጨረር ፍሰት ጥግግት) መጠንን ያግኙ። የብርሃን ጥንካሬ (የጨረር ጥንካሬ) የብርሃን ፍሰት በ Stefan Boltzmann እና Wien ህጎች መሰረት

THERMAL RADIATION 6. በሞገድ ርዝመት 0, በጥቁር የሰውነት ጨረር ስፔክትረም ውስጥ ከፍተኛውን ኃይል የሚይዘው, 0.58 ማይክሮን ነው. ለሞገድ ርዝማኔ ክፍተት = 1 nm የሚሰላውን ከፍተኛውን የኢነርጂ ብሩህነት (r, T) ከፍተኛውን መጠን ይወስኑ, በ 0 አቅራቢያ. ከፍተኛው የኢነርጂ ብሩህነት የሙቀት መጠን ከአምስተኛው የሙቀት ኃይል ጋር ተመጣጣኝ እና በዊን 2 ኛ ህግ ይገለጻል. የሙቀት T ከ Wien መፈናቀል ህግ እሴት C በ SI ክፍሎች ውስጥ ተሰጥቷል, በዚህ ውስጥ የክፍሉ የሞገድ ርዝመት = 1 ሜትር. በችግሩ ሁኔታዎች መሰረት, ለ 1 የሞገድ ርዝመት የሚሰላውን የጨረር ብርሃን መጠን ማስላት አስፈላጊ ነው. nm፣ ስለዚህ የCን ዋጋ በSI ክፍሎች ውስጥ እንጽፋለን እና ለተወሰነ የሞገድ ርዝመት ክፍተት እንደገና እናሰላለን።

THERMAL RADIATION 7. የፀሐይ ጨረር ስፔክትረም ጥናት እንደሚያሳየው ከፍተኛው የጨረር ጥንካሬ ከሞገድ ርዝመት = 500 nm ጋር ይዛመዳል. ፀሐይን እንደ ጥቁር አካል መውሰድ, መወሰን: 1) የፀሃይ ኃይል R e; 2) በፀሐይ የሚወጣ የኃይል ፍሰት F; 3) በ 1 ሰከንድ ውስጥ በፀሐይ የሚወጣው የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ብዛት (ሁሉም ርዝመት)። 1. በ Stefan Boltzmann እና Wien ሕጎች መሠረት 2. የብርሃን ፍሰት 3. በፀሐይ የሚወጣው የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች ብዛት (ሁሉም ርዝመቶች) በጊዜ t = 1 s, እኛ የምንወስነው የጅምላ እና የኃይል ተመጣጣኝነት ህግን በመተግበር ነው. E = ms 2. የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶች በጊዜ t, ከኃይል ፍሰት ውጤት ጋር እኩል ነው Ф e ((የጨረር ኃይል) በጊዜ: E = Ф e t. ስለዚህ, Ф e = ms 2, ከየት ነው m= ኢ/ስ 2.

.

የኢነርጂ ልቀት እና መሳብ

አቶሞች እና ሞለኪውሎች

በርዕሱ ላይ ለክፍል ጥያቄዎች፡-

1. የሙቀት ጨረር. ዋና ዋናዎቹ ባህሪያት: የጨረር ፍሰት Ф, የኢነርጂ ብርሃን (ኃይለኛነት) R, የኢነርጂ ብርሃን ስፔክትራል ጥግግት r λ; የመምጠጥ ቅንጅት α፣ monochromatic absorption coefficient α λ. ፍጹም ጥቁር አካል. የኪርቾሆፍ ህግ.

2. የ a.ch.t የሙቀት ጨረር እይታ. (መርሃግብር)። የሙቀት ጨረር የኳንተም ተፈጥሮ (የፕላንክ መላምት; ለ ε λ ቀመር ማስታወስ አያስፈልግም). የ a.ch.t ስፔክትረም ጥገኛ በሙቀት (ግራፍ) ላይ. የወይን ህግ. Stefan-Boltzmann ህግ ለ a.ch.t. (ያለ ውጤት) እና ለሌሎች አካላት.

3. የአተሞች ኤሌክትሮኒካዊ ቅርፊቶች መዋቅር. የኢነርጂ ደረጃዎች. በሃይል ደረጃዎች መካከል በሚደረጉ ሽግግሮች ወቅት የኃይል ልቀት. የቦር ቀመር ( ለድግግሞሽ እና ለሞገድ ርዝመት). የአተሞች ዝርዝር. የሃይድሮጂን አቶም ስፔክትረም. Spectral ተከታታይ. የሞለኪውሎች እና የታመቁ ነገሮች አጠቃላይ ጽንሰ-ሀሳብ (ፈሳሽ ፣ ጠጣር)። የእይታ ትንተና ጽንሰ-ሀሳብ እና በሕክምና ውስጥ አጠቃቀሙ።

4. luminescence. የ luminescence ዓይነቶች. ፍሎረሰንት እና ፎስፈረስሴንስ። የሜታስተር ደረጃዎች ሚና. የብርሃን እይታ። የስቶኮች አገዛዝ። የብርሃን ትንተና እና በመድሃኒት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል.

5. የብርሃን መምጠጥ ህግ (የቡገር ህግ; መደምደሚያ). ማስተላለፊያ τ እና የኦፕቲካል እፍጋትመ የመፍትሄዎችን ትኩረት በብርሃን መሳብ መወሰን.

የላቦራቶሪ ስራ፡ "የመምጠጥ ስፔክትረምን መቅዳት እና የመፍትሄውን ትኩረት በፎቶኤሌክትሮኮሎሜትር በመጠቀም መወሰን።"

ስነ ጽሑፍ፡-

አስገዳጅ: A.N. Remizov. "የሕክምና እና ባዮሎጂካል ፊዚክስ", M., "ከፍተኛ ትምህርት ቤት", 1996, ምዕ. 27, §§ 1-3; ምዕራፍ 29፣ §§ 1፣2

• ተጨማሪ፡ በአተሞች እና ሞለኪውሎች ኃይልን መልቀቅ እና መምጠጥ፣ ንግግር፣ ሪሶግራፍ፣ እት. ክፍል, 2002

መሰረታዊ ፍቺዎች እና ቀመሮች

1. የሙቀት ጨረር

ሁሉም አካላት ምንም አይነት የውጭ ተጽእኖ ባይኖራቸውም የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ያመነጫሉ. የዚህ ጨረሮች የኃይል ምንጭ አካልን የሚሠሩት የንጥረ ነገሮች ሙቀት እንቅስቃሴ ነው, ለዚህም ነው ተብሎ የሚጠራው. የሙቀት ጨረር.በከፍተኛ ሙቀት (1000 K ወይም ከዚያ በላይ) ይህ ጨረራ በከፊል በሚታየው የብርሃን ክልል ውስጥ ይወድቃል, በዝቅተኛ የሙቀት መጠን የኢንፍራሬድ ጨረሮች ይወጣሉ, እና በጣም ዝቅተኛ በሆነ የሙቀት መጠን, የሬዲዮ ሞገዶች ይወጣሉ.

የጨረር ፍሰት F - ይህ ከምንጩ የሚወጣው የጨረር ኃይል, ወይም የጨረር ኃይል በአንድ ክፍል ጊዜ Ф = Р =;ፍሰት ክፍል - ዋት

ኃይለኛ ብርሃን አር - ይህ ከሰውነት አሃድ ወለል የሚወጣ የጨረር ፍሰት፡;የኃይል ብርሃን ክፍል - ወ.ም –2 .

የብርሀንነት ስፔክትራል እፍጋት አር λ - ይህ በትንሽ የሞገድ ርዝመት (Δአር λ ) ወደዚህ የጊዜ ክፍተት Δ እሴት λ:

ልኬት አር - ወ.ም - 3

ፍፁም ጥቁር አካል (አ.ቢ.ቲ.) ተጠርቷል የትኛውን በላሙሉ በሙሉ የድንገተኛ ጨረርን ይቀበላል.በተፈጥሮ ውስጥ እንደዚህ ያሉ አካላት የሉም, ግን ጥሩ የአ.ch.t ሞዴል. በተዘጋ ጉድጓድ ውስጥ ትንሽ ቀዳዳ ነው.

አካላት የአደጋ ጨረሮችን የመምጠጥ ችሎታዎች ተለይተው ይታወቃሉ የመምጠጥ ቅንጅት α , ያውና ወደ ክስተት የጨረር ፍሰት የመጠጣት ሬሾ፡.

Monochromatic absorption Coefficientበተወሰነ እሴት ዙሪያ λ በጠባብ የእይታ ክልል ውስጥ የሚለካው የመምጠጥ መጠን ዋጋ ነው።

የኪርቾሆፍ ህግ፡- በቋሚ የሙቀት መጠን፣ በተወሰነ የሞገድ ርዝመት ያለው የኢነርጂ ብርሃን ስፔክራል ጥግግት ሬሾ እና በተመሳሳይ የሞገድ ርዝመት ካለው ሞኖክሮማዊ የመምጠጥ መጠን ጋር። ለሁሉም አካላት ተመሳሳይ ነው እና የ a.b.t የኢነርጂ ብርሃን ስፔክትራል ጥግግት ጋር እኩል ነው. በዚህ የሞገድ ርዝመት፡-

(አንዳንድ ጊዜ r λ A.Ch.T ε λን ያመለክታል)

ሙሉ በሙሉ ጥቁር አካል ጨረሩን ወስዶ ያመነጫል። ሁሉም የሞገድ ርዝመቶች,ለዛ ነው የ a.h.t ስፔክትረም ሁል ጊዜ ጠንካራ።የዚህ ስፔክትረም አይነት በሰውነት ሙቀት ላይ የተመሰረተ ነው. የሙቀት መጠኑ እየጨመረ ሲሄድ, በመጀመሪያ, ኃይለኛ የብርሃን ብርሀን በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል; በሁለተኛ ደረጃ፣ ከከፍተኛው ጨረር ጋር የሚዛመድ የሞገድ ርዝመት(λ ከፍተኛ ) , ወደ አጭር የሞገድ ርዝመቶች ይቀየራል። :, የት b ≈ 29090 µm.K -1 ( የዊን ህግ).

Stefan-Boltzmann ህግ፡- የ a.h.t ብርቱ ብርሃን. የሰውነት ሙቀት ከአራተኛው ኃይል ጋር ተመጣጣኝበኬልቪን ሚዛን; አር = σT 4

2. በአተሞች እና ሞለኪውሎች የኃይል ልቀት

እንደሚታወቀው በኤሌክትሮን የአቶም ዛጎል ውስጥ የኤሌክትሮን ሃይል ሊወስድ የሚችለው የአንድን አቶም ባህሪ በጥብቅ የተቀመጡ እሴቶችን ብቻ ነው። በሌላ አነጋገር እንዲህ ይላሉ ኤሌክትሮን በተወሰኑ ላይ ብቻ ሊቀመጥ ይችላልየኃይል ደረጃዎች. ኤሌክትሮን በተሰጠው የኃይል ደረጃ ላይ በሚሆንበት ጊዜ ኃይሉን አይቀይርም, ማለትም ብርሃን አይወስድም ወይም አያወጣም. ከአንድ ደረጃ ወደ ሌላ ደረጃ ሲንቀሳቀሱየኤሌክትሮን ኃይል ይለወጣል, እና በተመሳሳይ ጊዜ ተስቦ ወይም ተለቀቀየብርሃን ኳንተም (ፎቶ)የኳንተም ሃይል ሽግግሩ በሚከሰትባቸው ደረጃዎች መካከል ካለው የኃይል ልዩነት ጋር እኩል ነው። E QUANTUM = hν = E n - E m n እና m የደረጃ ቁጥሮች ናቸው። (Bohr ቀመር).

በተለያዩ ደረጃዎች መካከል የኤሌክትሮኖች ሽግግርከተለያዩ እድሎች ጋር ይከሰታሉ. በአንዳንድ ሁኔታዎች, የሽግግሩ እድል ወደ ዜሮ በጣም ቅርብ ነው; ተጓዳኝ የእይታ መስመሮች በተለመደው ሁኔታ ውስጥ አይታዩም. እንደዚህ አይነት ሽግግሮች ይባላሉ የተከለከለ።

በብዙ አጋጣሚዎች የኤሌክትሮን ሃይል ወደ ኳንተም ሃይል አይቀየርም ይልቁንም ወደ አቶሞች ወይም ሞለኪውሎች የሙቀት እንቅስቃሴ ሃይል ይቀየራል። እንደዚህ አይነት ሽግግሮች ይባላሉ ራዲየቲቭ ያልሆነ.

ከመሸጋገሪያው ዕድል በተጨማሪ የእይታ መስመሮች ብሩህነት ከሚፈነጥቀው ንጥረ ነገር አተሞች ብዛት ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው። ይህ ጥገኝነት መሰረት ነው የቁጥራዊ እይታ ትንተና.
3. ማብራት

ማብራት ማንኛውንም ይደውሉ የሙቀት ጨረር አይደለም.የዚህ ጨረሮች የኃይል ምንጮች የተለያዩ ሊሆኑ ይችላሉ, በዚህ መሠረት, ይናገራሉ የተለያዩ ዓይነቶች luminescence.ከእነዚህ ውስጥ በጣም አስፈላጊዎቹ የሚከተሉት ናቸው. ኬሚሊኒየም- በአንዳንድ ኬሚካላዊ ምላሾች ውስጥ የሚከሰት ብርሃን; ባዮሊኒየም- ይህ በሕያዋን ፍጥረታት ውስጥ ኬሚሊኒየም ነው; ካቶዶሉሚኒዝሴንስ -በቴሌቭዥን ምስል ቱቦዎች, በካቶድ ሬይ ቱቦዎች, በጋዝ ብርሃን መብራቶች, ወዘተ ላይ ጥቅም ላይ በሚውለው ኤሌክትሮኖች ፍሰት ተጽእኖ ስር ያበራሉ. ኤሌክትሮላይዜሽን- በኤሌክትሪክ መስክ ውስጥ የሚከሰት ብርሃን (ብዙውን ጊዜ በሴሚኮንዳክተሮች ውስጥ)። በጣም የሚያስደስት የ luminescence አይነት ነው photoluminescence.ይህ አተሞች ወይም ሞለኪውሎች ብርሃንን (ወይንም UV ጨረሮችን) በአንድ የሞገድ ርዝመት ውስጥ ወስደው ወደሌላ የሚለቁበት ሂደት ነው (ለምሳሌ ሰማያዊ ጨረሮችን በመምጠጥ ቢጫ ቀለሞችን ያመነጫሉ)። በዚህ ሁኔታ, ንጥረ ነገሩ ኳንታ በአንጻራዊ ከፍተኛ ሃይል hν 0 (በአጭር የሞገድ ርዝመት) ይይዛል. ከዚያም ኤሌክትሮኖች ወዲያውኑ ወደ መሬት ደረጃ ላይመለሱ ይችላሉ, ነገር ግን በመጀመሪያ ወደ መካከለኛ ደረጃ, እና ከዚያም ወደ መሬት ደረጃ (ብዙ መካከለኛ ደረጃዎች ሊኖሩ ይችላሉ). በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች, አንዳንድ ሽግግሮች የጨረር ያልሆኑ ናቸው, ማለትም, የኤሌክትሮን ኃይል ወደ የሙቀት እንቅስቃሴ ኃይል ይቀየራል. ስለዚህ በ luminescence ጊዜ የሚወጣው የኳታ ሃይል ከተመጠው ኳንተም ሃይል ያነሰ ይሆናል። የሚፈነጥቀው ብርሃን የሞገድ ርዝመቶች ከተመጠው ብርሃን የሞገድ ርዝመት የበለጠ መሆን አለበት። ከላይ የጠቀስነውን በአጠቃላይ ቅፅ ካቀረብን እናገኛለን ህግ ስቶኮች : የ luminescence ስፔክትረም ብርሃን ከሚፈጥር የጨረር ስፔክትረም አንፃር ወደ ረዣዥም ሞገዶች ይቀየራል።

ሁለት ዓይነት luminescent ንጥረ ነገሮች አሉ. በአንዳንዶቹ፣ አጓጊው ብርሃን ከጠፋ በኋላ ብርሃኑ ወዲያውኑ ይቆማል። ይህ የአጭር ጊዜፍካት ይባላል ፍሎረሰንት.

በሌላ ዓይነት ንጥረ ነገሮች ውስጥ ፣ አስደሳች ብርሃንን ካጠፉ በኋላ ፣ ብርሃኑ ይጠፋል ቀስ በቀስ(እንደ ገላጭ ህግ). ይህ ረዥም ጊዜፍካት ይባላል ፎስፈረስሴንስ.የረዥም ማብራት ምክንያት የእንደዚህ ዓይነቶቹ ንጥረ ነገሮች አተሞች ወይም ሞለኪውሎች ይዘዋል ሊለወጡ የሚችሉ ደረጃዎች.ሊለወጥ የሚችል ይህ የኃይል ደረጃ ይባላል በየትኛው ኤሌክትሮኖች ውስጥ ከመደበኛ ደረጃዎች የበለጠ ረዘም ላለ ጊዜ ሊቆዩ ይችላሉ.ስለዚህ, የፎስፈረስ ጊዜ የሚቆይበት ጊዜ ደቂቃዎች, ሰዓታት እና እንዲያውም ቀናት ሊሆን ይችላል.
4. የብርሃን መምጠጥ ህግ (የቡገር ህግ)

የጨረር ፍሰቱ በአንድ ንጥረ ነገር ውስጥ ሲያልፍ ኃይሉን በከፊል ያጣል (የተወሰደው ኃይል ወደ ሙቀት ይለወጣል)። የብርሃን መምጠጥ ህግ ይባላል የቡገር ህግ፡- Ф = Ф 0 ∙ ኢ – κ λ · ኤል ,

Ф 0 የአደጋው ፍሰት ባለበት, Ф በንጥረ ነገር ንብርብር ውስጥ የሚያልፍ ውፍረት L; Coefficient κ λ ይባላል ተፈጥሯዊ የመጠጣት መጠን (መጠኑ እንደ ሞገድ ርዝመት ይወሰናል) . ለተግባራዊ ስሌቶች, ከተፈጥሯዊ ሎጋሪዝም ይልቅ የአስርዮሽ ሎጋሪዝምን መጠቀም ይመርጣሉ. ከዚያም የቡገር ህግ ቅጹን ይወስዳል: Ф = Ф 0 ∙ 10 - kλ ∙ L ,

የት kλ - አስርዮሽ የመምጠጥ መጠን.

ማስተላለፊያ መጠኑን ይሰይሙ

የእይታ እፍጋት D - ይህ በእኩልነት የተገለጸው መጠን ነው፡- . በሌላ መንገድ ልንለው እንችላለን፡ የጨረር ጥግግት D በ Bouuguer የህግ ቀመር ውስጥ በገለፃው ውስጥ የሚገኝ መጠን ነው፡ D = k λ ∙ L

ለአብዛኞቹ ንጥረ ነገሮች መፍትሄዎች የጨረር ጥግግት በቀጥታ ከሶሉቱ ትኩረት ጋር ተመጣጣኝ ነው፡-ዲ = χ λ ∙ ሲ∙ ኤል ;

ቅንጅት χ λ ይባላል መንጋጋ የመምጠጥ መጠን(ማጎሪያው በሞለስ ውስጥ ከተሰጠ) ወይም የተወሰነ የመምጠጥ መጠን(ማጎሪያው በ ግራም ውስጥ ከተጠቆመ). ከመጨረሻው ቀመር: Ф = Ф 0 ∙10 እናገኛለን - χ λ ∙ ሲ ∙ ኤል(ህግ ቡገራ-ቤራ)

እነዚህ ቀመሮች በክሊኒካዊ እና ባዮኬሚካላዊ ላቦራቶሪዎች ውስጥ በጣም የተለመዱ ናቸው በብርሃን ለመምጠጥ የተሟሟትን ንጥረ ነገሮች መጠን ለመወሰን ዘዴ.

የማስተማር አይነት ችግሮች ከመፍትሄ ጋር

(ለወደፊቱ፣ ለአጭር ጊዜ፣ በቀላሉ “የስልጠና ተግባራትን” እንጽፋለን)

የመማር ዓላማ #1

የኤሌክትሪክ ማሞቂያ (ራዲያተር) የ 500 ዋ የኢንፍራሬድ ጨረሮችን ዥረት ያመነጫል. የራዲያተሩ ስፋት 3300 ሴ.ሜ. በ 1 ሰአት ውስጥ በራዲያተሩ የሚወጣውን ሃይል እና የራዲያተሩን ሃይል ብርሃን ያግኙ።

የተሰጠው፡ አግኝ

Ф = 500 ዋ እና አር

t = 1 ሰዓት = 3600 ሰ

S = 3300 ሴሜ 2 = 0.33 ሜ 2

መፍትሄ፡-

የጨረር ፍሰት Ф በአንድ ክፍል ጊዜ የሚወጣው የጨረር ኃይል ወይም ኃይል ነው፡. ከዚህ

ወ = F t = 500 ዋ 3600 ሰ = 18 10 5 ጄ = 1800 ኪ.

የመማር ዓላማ #2

የሰው ቆዳ የሙቀት ጨረሮች ከፍተኛው በየትኛው የሞገድ ርዝመት ነው (ማለትም፣ r λ = max)? በተጋለጡ የሰውነት ክፍሎች (ፊት፣ እጆች) ላይ ያለው የቆዳ ሙቀት በግምት 30 o ሴ ነው።

የተሰጠው፡ አግኝ፡

Т = 30 о С = 303 К λ ከፍተኛ

መፍትሄ፡-

መረጃውን በዊን ቀመር እንተካለን፡

ማለትም፣ ሁሉም ማለት ይቻላል ጨረሩ በ IR ክልል ውስጥ ነው።

የመማር ዓላማ #3

ኤሌክትሮን በሃይል ደረጃ ከ 4.7.10 -19 ጄ

በ 600 nm የሞገድ ርዝመት በብርሃን ሲፈነዳ ወደ ከፍተኛ የኃይል ደረጃ ተንቀሳቅሷል. የዚህን ደረጃ ጉልበት ያግኙ.

መፍትሄ፡-

የመማር ዓላማ #4

ለፀሀይ ብርሀን የአስርዮሽ ውሃ የመጠጣት መጠን 0.09 m-1 ነው። የትኛው የጨረር ክፍል ጥልቀት L = 100 ሜትር ይደርሳል?

የተሰጠው አግኝ፡

k = 0.09 ሜትር - 1

መፍትሄ፡-

የቡጉር ህግን እንፃፍ፡. ጥልቀት L ላይ የሚደርሰው የጨረር ክፍልፋይ፣ በግልጽ፣

ማለትም አንድ ቢሊዮንኛ የፀሐይ ብርሃን ወደ 100 ሜትር ጥልቀት ይደርሳል.
የመማር ዓላማ #5

ብርሃን በሁለት ማጣሪያዎች ውስጥ በቅደም ተከተል ያልፋል። የመጀመሪያው የጨረር ጥግግት D 1 = 0.6; ሁለተኛው D 2 = 0.4 አለው. በዚህ ሥርዓት ውስጥ ምን ያህል መቶኛ የጨረር ፍሰት ማለፍ አለበት?

የተሰጠው፡ አግኝ፡

D 1 = 0.6 (በ%%)

መፍትሄ፡-

መፍትሄውን በዚህ ስርዓት ስዕል እንጀምራለን

SF-1 SF-2

Ф 1፡ Ф 1 = Ф 0 10 – D 1ን ያግኙ

በተመሳሳይ፣ በሁለተኛው የብርሃን ማጣሪያ ውስጥ የሚያልፈው ፍሰት ከሚከተሉት ጋር እኩል ነው።

Ф 2 = Ф 1 10 - D 2 = Ф 0 10 - D 1 10 - D 2 = Ф 0 10 - (D 1 + D 2)

የተገኘው ውጤት አጠቃላይ ጠቀሜታ አለው: ብርሃን በበርካታ ነገሮች ስርዓት ውስጥ በቅደም ተከተል ካለፈ ፣የአጠቃላይ የኦፕቲካል እፍጋት የእነዚህ ነገሮች የኦፕቲካል እፍጋቶች ድምር እኩል ይሆናል። .

በችግራችን ሁኔታዎች የ F 2 = 100%∙10 - (0.6 + 0.4) = 100%∙10 - 1 = 10% ፍሰት በሁለት የብርሃን ማጣሪያዎች ስርዓት ውስጥ ያልፋል.

የመማር ዓላማ #6

በ Bouuguer-Baer ህግ መሰረት, በተለይም የዲ ኤን ኤ ትኩረትን ለመወሰን ይቻላል. በሚታየው ክልል ውስጥ የኒውክሊክ አሲዶች መፍትሄዎች ግልጽ ናቸው, ነገር ግን በ UV የጨረር ክፍል ውስጥ አጥብቀው ይይዛሉ; ከፍተኛው የመጠጣት መጠን 260 nm አካባቢ ነው። የጨረር መምጠጥ መለካት እንዳለበት በትክክል በዚህ ክልል ውስጥ እንዳለ ግልጽ ነው; በዚህ ሁኔታ, የመለኪያው ስሜታዊነት እና ትክክለኛነት በጣም ጥሩ ይሆናል.

የችግሩ ሁኔታዎችበዲ ኤን ኤ መፍትሄ በ 260 nm የሞገድ ርዝመት የ UV ጨረሮችን መምጠጥ ሲለካ የሚተላለፈው የጨረር ፍሰት በ15% እንዲቀንስ ተደርጓል። በኩምቢው ውስጥ ያለው የጨረር መንገድ ርዝማኔ ከ መፍትሄ "x" ጋር 2 ሴ.ሜ ነው.የሞላር መምጠጥ መረጃ ጠቋሚ (አስርዮሽ) ለዲኤንኤ በ 260 nm የሞገድ ርዝመት 1.3.10 5 mol - 1.cm 2 የዲ ኤን ኤ ትኩረትን በ ውስጥ ይፈልጉ. መፍትሄው ።

የተሰጠው፡

Ф 0 = 100%; ረ = 100% - 15% = 85% አግኝ፡ከዲኤንኤ ጋር

x = 2 ሴ.ሜ; λ = 260 nm

χ 260 = 1.3.10 5 mol –1 .ሴሜ 2

መፍትሄ፡-

(አሉታዊ ገላጭን ለማስወገድ ክፍልፋዩን "ገለበጥነው")። . አሁን ሎጋሪዝም እናድርግ:, እና; እንተካለን፡-

0.07 እና C = 2.7.10 - 7 mol / cm3

ለስልቱ ከፍተኛ ስሜታዊነት ትኩረት ይስጡ!

ለገለልተኛ መፍትሄ ተግባራት
ችግሮችን በሚፈቱበት ጊዜ የቋሚዎቹን እሴቶች ይውሰዱ-

b = 2900 µm.ኬ; σ = 5.7.10 - 8 W.K 4; ሸ = 6.6.10 - 34 J.s; ሐ = 3.10 8 ሜትር -1

1. ከፍተኛው የጨረር ጨረር በ 9.67 ማይክሮን የሞገድ ርዝመት ውስጥ ቢከሰት የሰው አካል ወለል ላይ ያለው የኃይል ብርሃን ምን ያህል ነው? ቆዳው ፍጹም ጥቁር አካል ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል.

2. ሁለት አምፖሎች በትክክል ተመሳሳይ ንድፍ አላቸው, በአንደኛው ውስጥ ክር የተሰራው ከተጣራ ቱንግስተን (α = 0.3) ነው, በሌላኛው ደግሞ በፕላቲኒየም ጥቁር (α = 0.93) የተሸፈነ ነው. የትኛው አምፖል የበለጠ የጨረር ፍሰት አለው? ምን ያህል ጊዜ?

3. የጨረር ምንጭ ከሆነ የኃይል ብርሃን ከፍተኛው የጨረር ጥግግት ጋር የሚዛመደው የሞገድ ርዝመቶች በየትኛው የጨረር ክፍል ውስጥ ናቸው-ሀ) የኤሌክትሪክ አምፑል ጠመዝማዛ (T = 2,300 K); ለ) የፀሐይ ንጣፍ (T = 5,800 K); ሐ) የሙቀት መጠኑ 30,000 ኪ.ሜ በሆነበት በዚህ ጊዜ የኑክሌር ፍንዳታ የእሳት ኳስ ወለል? የእነዚህ የጨረር ምንጮች ባህሪያት ልዩነት ከኤ.ኤች.ቲ. ችላ ማለት

4. ቀይ-ትኩስ ብረት አካል, ወለል 2.10 - 3 ሜትር 2 ነው, 1000 K ወለል ሙቀት ላይ 45.6 ፍሰት ያስለቅቃል. ማክሰኞ የዚህ አካል የላይኛው ክፍል የመምጠጥ መጠን ምን ያህል ነው?

5. አምፖሉ 100 ዋ ኃይል አለው. የፋይሉ ስፋት 0.5.10 - 4 m 2. የሙቀቱ የሙቀት መጠን 2,400 ኪ.

6. በ 27 0 C የቆዳ ሙቀት, 0.454 ዋ ከእያንዳንዱ ካሬ ሴንቲሜትር የሰውነት ወለል ይወጣል. (ከ 2% ባልከፋ ትክክለኛነት) ቆዳውን ፍጹም ጥቁር አካል አድርጎ መቁጠር ይቻላል?

7. በሰማያዊ ኮከብ ስፔክትረም ውስጥ, ከፍተኛው ልቀት ከ 0.3 ማይክሮን የሞገድ ርዝመት ጋር ይዛመዳል. የዚህ ኮከብ የላይኛው ሙቀት ምን ያህል ነው?

8. 4,000 ሴ.ሜ 2 ወለል ያለው አካል በአንድ ሰአት ውስጥ ምን ሃይል ይፈጥራል?

በ 400 ኪ.ሜ የሙቀት መጠን, የሰውነት የመምጠጥ መጠን 0.6 ከሆነ?

9. ጠፍጣፋ (ሀ) 400 ሴ.ሜ 2 ስፋት አለው; የመምጠጥ መጠኑ 0.4 ነው. ሌላ ጠፍጣፋ (ቢ) 200 ሴ.ሜ 2 ስፋት ያለው የመጠጫ መጠን 0.2 ነው። የንጣፎች ሙቀት ተመሳሳይ ነው. የትኛው ሰሃን የበለጠ ሃይል የሚያመነጨው እና በምን ያህል ነው?

10 – 16. ጥራት ያለው የእይታ ትንተና።በአንደኛው የኦርጋኒክ ውህዶች መካከል ባለው የመምጠጥ ስፔክትረም ላይ የተመሠረተ ፣ የእነሱ ገጽታ

በሥዕሉ ላይ ይታያሉ ፣ የትኞቹ የተግባር ቡድኖች የዚህ ንጥረ ነገር አካል እንደሆኑ ይወስኑ ፣ የሰንጠረዡን ውሂብ ይጠቀሙ-

ቡድን; የግንኙነት አይነት	የተጠመዱ የሞገድ ርዝመቶች ፣ ማይክሮኖች	ቡድን, የግንኙነት አይነት	ተውጦ የሞገድ ርዝመት፣ µm
- እሱ	2,66 – 2,98	- ኤንኤች 4	7,0 – 7,4
-ኤንኤች	2,94 – 3,0	- SH	7,76
 CH	3,3	- ሲኤፍ	8,3
-N  N	4,67	- ኤንኤች 2	8,9
-C=N	5,94	-አይ	12,3
-N=N	6,35	-ሶ 2	19,2
- CN 2	6,77	-C=O	23,9

10 - ግራፍ a); 11 - ግራፍ ለ); 12 - ግራፍ ሐ); 13 - ግራፍ መ);

14 - ግራፍ መ); 15 - ግራፍ ረ); 16 - ግራፍ ሰ).

በግራፍዎ ላይ ምን እሴት በቋሚ ዘንግ ላይ እንደተዘጋጀ ትኩረት ይስጡ!

17. ብርሃን በቅደም ተከተል በሁለት የብርሃን ማጣሪያዎች ውስጥ በ 0.2 እና 0.5 የማስተላለፊያ ቅንጅቶች ውስጥ ያልፋል. ከእንዲህ ዓይነቱ ሥርዓት ምን ያህል የጨረር መጠን ይወጣል?

18. ብርሃን የ 0.7 እና 0.4 የጨረር እፍጋቶች ባላቸው ሁለት ማጣሪያዎች በቅደም ተከተል ያልፋል። በእንደዚህ ዓይነት ስርዓት ውስጥ ምን ያህል የጨረር መቶኛ ያልፋል?

19. የኒውክሌር ፍንዳታ የብርሃን ጨረርን ለመከላከል ቢያንስ አንድ ሚሊዮን ጊዜ ብርሃንን የሚቀንሱ መነጽሮች ያስፈልግዎታል. እንደዚህ አይነት መነፅር መስራት የሚፈልጉት መስታወት 3 የጨረር ጥግግት እና 1 ሚሜ ውፍረት ያለው ሲሆን የሚፈለገውን ውጤት ለማግኘት ምን አይነት የመስታወት ውፍረት መወሰድ አለበት?

20 ከሌዘር ጋር በሚሰሩበት ጊዜ ዓይኖችን ለመጠበቅ በሌዘር ከሚፈጠረው ፍሰት ከ 0.0001% የማይበልጥ የጨረር ፍሰት ወደ ዓይን ውስጥ እንዲገባ ያስፈልጋል. መነጽሮች ደህንነትን ለማረጋገጥ ምን ዓይነት የኦፕቲካል ጥግግት ሊኖራቸው ይገባል?

ለችግሮች አጠቃላይ ምደባ 21 - 28 (የቁጥር ትንተና)

በሥዕሉ ላይ የአንዳንድ ንጥረ ነገሮች ቀለም መፍትሄዎች የመምጠጥ እይታን ያሳያል። በተጨማሪም ፣ ችግሮቹ የዲ እሴቶችን ያመለክታሉ (የመፍትሄው የጨረር ጥግግት ከከፍተኛው የብርሃን መጠን ጋር በሚዛመደው የሞገድ ርዝመት) እና X(cuvette ውፍረት). የመፍትሄውን ትኩረት ይፈልጉ.

በግራፍዎ ላይ የመጠጣት መጠን ለተጠቆመባቸው ክፍሎች ትኩረት ይስጡ።

21. ግራፍ ሀ). D = 0.8 x = 2 ሴሜ

22. ግራፍ ለ). D = 1.2 x = 1 ሴሜ

... 23. ግራፍ ሐ). D = 0.5 x = 4 ሴ.ሜ

24. ግራፍ መ). D = 0.25 x = 2 ሴሜ

25 መርሐግብር መ) D = 0.4 x = 3 ሴ.ሜ

26. ግራፍ ሠ) D = 0.9 x = 1 ሴ.ሜ

27. ግራፍ ሰ). D = 0.2 x = 2 ሴሜ

የችግር አፈታት ምሳሌዎች. ምሳሌ 1. የፀሃይ ሃይል ብርሃን ከፍተኛው የእይታ ጥግግት በሞገድ = 0.48 ማይክሮን ነው የሚከሰተው

ምሳሌ 1.ከፍተኛው የሶላር ኢነርጂ ብርሃን ስፔክትራል ጥግግት በሞገድ = 0.48 ማይክሮን ነው። ፀሐይ እንደ ጥቁር አካል እንደሚፈነጥቅ በማሰብ, ይወስኑ: 1) የንጣፉን ሙቀት; 2) በላዩ ላይ የሚወጣው ኃይል።

በዊን የመፈናቀል ህግ መሰረት፣ የሚፈለገው የፀሐይ ሙቀት መጠን፡-

የት b = የዊን ቋሚ ነው.

በፀሐይ ላይ የሚወጣ ኃይል;

የጥቁር አካል (ፀሐይ) ኃይል ያለው ብርሃን የት አለ ፣ የፀሐይ ወለል ነው ፣ የፀሐይ ራዲየስ ነው።

በ Stefan-Boltzmann ህግ መሰረት፡-

የት = W / Stefan-Boltzmann ቋሚ ነው.

የተፃፉትን አገላለጾች በቀመር (2) እንተካውና ከፀሃይ ወለል የሚመነጨውን አስፈላጊውን ሃይል እናገኝ።

በማስላት, እናገኛለን: T = 6.04 kK; P=ደብሊው

ምሳሌ 2.የፎቶን ሞገድ ርዝመት፣ ብዛት እና ሞገድ በሃይል = 1 ሜቪ ይወስኑ።

የፎቶን ኢነርጂ ከብርሃን የሞገድ ርዝመት ጋር ተያያዥነት አለው:,

h የፕላንክ ቋሚ በሆነበት ፣ c በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት ነው። ከዚህ.

የቁጥር እሴቶችን በመተካት: m.

የአንስታይንን ቀመር በመጠቀም የፎቶን ብዛትን እንወቅ። የፎቶን ክብደት = ኪ.ግ.

የፎቶን ሞመንተም = ኪሎ ሜትር / ሰ.

ምሳሌ 3.የቫኩም ፎቶሴል ሶዲየም ካቶድ በ 40 nm የሞገድ ርዝመት በሞኖክሮማቲክ ብርሃን ያበራል። ፎቶው የሚቆምበትን የመዘግየት ቮልቴጅ ይወስኑ። ለሶዲየም የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ "ቀይ ገደብ" = 584 nm.

የኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴን ከካቶድ ወደ አኖድ የሚከለክለው የኤሌክትሪክ መስክ በተቃራኒው ይባላል. የፎቶኮረሩ ሙሉ በሙሉ የሚቆምበት ቮልቴጅ የዘገየ ቮልቴጅ ይባላል። እንዲህ ባለው የዘገየ ቮልቴጅ፣ ከኤሌክትሮኖች መካከል አንዳቸውም ቢሆኑ፣ ከካቶድ በሚወጡበት ጊዜ ከፍተኛ ፍጥነት ያላቸው እንኳን፣ የዘገየውን መስክ አሸንፈው ወደ አኖዶው ሊደርሱ አይችሉም። በዚህ ሁኔታ, የፎቶ ኤሌክትሮኖች () የመነሻ ጉልበት ጉልበት ወደ እምቅ ኃይል ይለወጣል (, e = C የአንደኛ ደረጃ ክፍያ ነው, እና ዝቅተኛው የዘገየ ቮልቴጅ ነው). በኃይል ጥበቃ ህግ መሰረት

ለውጫዊው የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት የኢንስታይንን እኩልታ በመጠቀም የኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴን ኃይል እናገኛለን፡-

ከዚህ (3)

የኤሌክትሮን ሥራ ተግባር A in በፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ በቀይ ድንበር ይወሰናል.

አገላለጽ (4)ን ወደ ቀመር (3) በመተካት፡-

ከዚያ፣ ከሒሳብ (1)።

በማስላት, V. እናገኛለን.

ምሳሌ 4.የፕሮቶን ኪነቲክ ሃይል ከእረፍት ሃይሉ በአራት እጥፍ ያነሰ ነው። ለፕሮቶን የ de Broglie የሞገድ ርዝመት አስላ።

የ de Broglie የሞገድ ርዝመት የሚወሰነው በቀመር ነው፡, (1)

የት h የፕላንክ ቋሚ እና የንጥሉ ሞመንተም ነው.

በችግሩ ሁኔታዎች መሠረት የፕሮቶን የኪነቲክ ኢነርጂ ከእረፍት ኃይል E 0 ጋር ይመሳሰላል. ስለዚህ፣ ሞመንተም እና የእንቅስቃሴ ጉልበት አንጻራዊ በሆነ ግንኙነት እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው፡

የት c በቫኩም ውስጥ የብርሃን ፍጥነት ነው.

የችግሩን ሁኔታ በመጠቀም የሚከተሉትን እናገኛለን: የተገኘውን አገላለጽ በቀመር (1) በመተካት የ de Broglie የሞገድ ርዝመት እናገኛለን፡-

የቀረውን የኢንስታይን ቀመር በመጠቀም የኤሌክትሮኑን ሃይል እናገኛለን m 0 ቀሪው የኤሌክትሮን ብዛት፣ c በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት ነው።

የቁጥር እሴቶችን በመተካት: m.

ምሳሌ 5.የኤሌክትሮን ጨረሩ በካቶድ ሬይ ቱቦ ውስጥ ሊፋጠን በሚችል ልዩነት U=0.5 ኪ.ወ. የኤሌክትሮን ሞመንተም እርግጠኛ አለመሆን ከቁጥር እሴቱ 0.1% መሆኑን በማሰብ የኤሌክትሮን መጋጠሚያውን እርግጠኛ አለመሆን ይወስኑ። በነዚህ ሁኔታዎች ኤሌክትሮን ኩንተም ነው ወይስ ክላሲካል ቅንጣት?

በኤሌክትሮን ጨረሩ (ኤክስ ዘንግ) እንቅስቃሴ አቅጣጫ፣ እርግጠኛ ያለመሆን ግንኙነት ቅጹ አለው፡-

የኤሌክትሮን መጋጠሚያ እርግጠኛ አለመሆን የት አለ; - የመነሳሳቱ እርግጠኛ አለመሆን; - የፕላንክ ቋሚ.

ኤሌክትሮን በማፋጠን እምቅ ልዩነት ውስጥ ካለፈ በኋላ በኤሌክትሪክ መስክ ኃይሎች ከሚከናወነው ሥራ ጋር እኩል የሆነ የእንቅስቃሴ ኃይል ያገኛል-

ስሌቱ ዋጋውን E k = 500 eV ይሰጠዋል, ይህም ከኤሌክትሮን የእረፍት ኃይል (E 0 = 0.51 MeV) በጣም ያነሰ ነው. ስለዚህ፣ በነዚህ ሁኔታዎች፣ ኤሌክትሮን በቀመር ከኪነቲክ ሃይል ጋር የተገናኘ አንፃራዊ ያልሆነ ቅንጣት ነው።

በችግሩ ሁኔታዎች መሰረት, የግፊቱ እርግጠኛ አለመሆን = 0.001 =, i.e.<< .

ይህ ማለት በነዚህ ሁኔታዎች ውስጥ ያሉት የማዕበል ባህሪያት ኢምንት ናቸው እና ኤሌክትሮን እንደ ክላሲካል ቅንጣት ሊቆጠር ይችላል. ከአገላለጽ (1) የሚፈለገው የኤሌክትሮን መጋጠሚያ እርግጠኛ አለመሆን ይከተላል

ካሰላን በኋላ 8.51 nm እናገኛለን.

ምሳሌ 6.ከአንድ የማይንቀሳቀስ ሁኔታ ወደ ሌላ በተደረገው ሽግግር ምክንያት የሃይድሮጂን አቶም ድግግሞሽ ብዛት ያለው ኳንተም አወጣ። የቦህር ቲዎሪ በመጠቀም የምህዋሩ ራዲየስ እና የኤሌክትሮን ፍጥነት እንዴት እንደተቀየረ ይፈልጉ።

ከሞገድ ርዝመት ጋር የሚዛመድ ድግግሞሽ = = 102.6 nm (c በቫኩም ውስጥ ያለው የብርሃን ፍጥነት ነው), በአልትራቫዮሌት ክልል ውስጥ ተኝቷል. ስለዚህ፣ የእይታ መስመሩ የላይማን ተከታታይ ነው፣ እሱም ኤሌክትሮን ወደ መጀመሪያው የኃይል ደረጃ (n=1) ሲያልፍ ይታያል።

ሽግግሩ የተደረገበትን የኃይል ደረጃ (k) ቁጥር ​​ለመወሰን አጠቃላይ የባልመር ቀመርን እንጠቀማለን።

ከዚህ ቀመር k እንግለጽ፡-

ያለውን ውሂብ በመተካት k=3 እናገኛለን። በዚህም ምክንያት, ጨረሩ የተከሰተው ኤሌክትሮን ከሶስተኛው ምህዋር ወደ መጀመሪያው ሽግግር ምክንያት ነው.

በእነዚህ ምህዋሮች ውስጥ የኦርቢቶች ራዲየስ እና የኤሌክትሮኖች ፍጥነቶች እሴቶችን ከሚከተሉት ግምት ውስጥ እናገኛለን።

በሃይድሮጂን አቶም ውስጥ በማይንቀሳቀስ ምህዋር ውስጥ የሚገኝ ኤሌክትሮን የሚሠራው ከኒውክሊየስ በመጣው የኮሎምብ ኃይል ነው።

ይህም መደበኛ ማጣደፍ ይሰጣል. ስለዚ፡ በመሰረታዊ የዳይናሚክስ ህግ፡-

በተጨማሪም፣ በቦህር ፖስትላይት መሰረት፣ በማይንቀሳቀስ ምህዋር ውስጥ ያለው የኤሌክትሮን ማዕዘኑ ሞመንተም የፕላንክ ቋሚ ብዜት መሆን አለበት፣ ማለትም።

የት n = 1, 2, 3…. - የማይንቀሳቀስ ምህዋር ብዛት።

ከእኩል (2) ፍጥነት . ይህንን አገላለጽ ወደ ቀመር (1) በመተካት እናገኛለን

ስለዚህ በሃይድሮጂን አቶም ውስጥ ያለው የኤሌክትሮን የማይንቀሳቀስ ምህዋር ራዲየስ፡.

ከዚያም በዚህ ምህዋር ውስጥ ያለው የኤሌክትሮን ፍጥነት፡-

ከኳንተም ጨረር በፊት ኤሌክትሮኖች አር 3፣ ቁ 3 ባህሪያት እንዳሉት እና ከጨረር r 1፣ v 1 በኋላ በቀላሉ ማግኘት ይቻላል ብለን እንገምታለን።

ማለትም የምህዋሩ ራዲየስ በ 9 ጊዜ ቀንሷል ፣ የኤሌክትሮኑ ፍጥነት በ 3 እጥፍ ጨምሯል።

ምሳሌ 7.ባለ አንድ-ልኬት አራት ማዕዘን ቅርጽ ያለው ኤሌክትሮን በ = 200 ፒኤም ስፋት ያለው ወሰን የሌለው ከፍተኛ "ግድግዳዎች" በአስደሳች ሁኔታ ውስጥ ነው (n=2). ይወስኑ፡ 1) ከ "ጉድጓዱ" መካከለኛ ሶስተኛው ውስጥ ኤሌክትሮን የማግኘት እድል W; 2) ኤሌክትሮን የመለየት እድሉ ከፍተኛ እና ዝቅተኛ የሆነበት የተገለጸው የጊዜ ክፍተት ነጥቦች።

1. በክፍተቱ ውስጥ ቅንጣትን የመለየት እድል

የተደሰተበት ሁኔታ (n=2) ከራሱ የሞገድ ተግባር ጋር ይዛመዳል፡-

(2)ን ወደ (1) እንተካው እና ያንን ግምት ውስጥ እናስገባ እና፡-

ትሪግኖሜትሪክ እኩልነትን በመጠቀም በድርብ አንግል ኮሳይን በኩል በመግለጽ ፣ ለሚፈለገው ዕድል መግለጫ እናገኛለን: = = = = 0.195.

2. በአንድ የተወሰነ የቦታ ክልል ውስጥ ያለው ቅንጣት የመኖር እድሉ እፍጋቱ የሚወሰነው በሞገድ ተግባሩ ሞጁል ካሬ ነው። አገላለጽ (2) በመጠቀም የሚከተሉትን እናገኛለን፡-

በአገላለጽ (3) የሚወስነው የአንድ ቅንጣት ሞገድ ተግባር በመጋጠሚያው ላይ ያለው የካሬ ሞጁል ጥገኝነት በሥዕሉ ላይ ይታያል።

በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው ዝቅተኛው የመሆን እፍጋት w=0 ከ x እሴቶች ጋር ይዛመዳል ለዚህም .

ያውና, ,

የት k = 0, 1, 2…

የፕሮባቢሊቲ ጥግግት w በሁኔታው ስር ባለው ጉድጓድ ውስጥ ከፍተኛውን ዋጋ ላይ ይደርሳል። ተጓዳኝ እሴቶች.

በሥዕሉ ላይ ከሚታየው w= w(x) ግራፍ ላይ እንደሚታየው በመካከል ውስጥ

እንደምናየው፣ በተወሰነ የጊዜ ክፍተት ወሰን ላይ ኤሌክትሮን የመለየት እድሉ ተመሳሳይ ነው። ስለዚህ,,.

ምሳሌ 8.የ NaCl ክሪስታል ክብደት m = 20 g በሙቀት T 1 = 2 ኪ ለማሞቅ የሚያስፈልገውን የሙቀት መጠን ይወስኑ. የNaCl ባህሪው የዴቢ የሙቀት መጠን ከ 320 ኪ.ሜ ጋር እኩል ነው የሚወሰደው።

የጅምላ አካልን ለማሞቅ የሚያስፈልገው የሙቀት መጠን ከ T 1 እስከ የሙቀት መጠን T 2 ባለው ቀመር ሊሰላ ይችላል-

C የንብረቱ የሞላር ሙቀት መጠን በሚገኝበት ቦታ, M የሞላር ክብደት ነው.

እንደ ዴቢ ፅንሰ-ሀሳብ ፣በሙቀት የሙቀት መጠን የብርሀን ሙቀት መጠን ክሪስታል ጠጣር ይሰጣል-

አገላለጽ (2)ን ወደ (1) በመተካት እና በማዋሃድ፡-

የቁጥር እሴቶችን በመተካት እና ስሌቶችን በማከናወን, Q = 1.22 mJ እናገኛለን.

ምሳሌ 9.የጅምላ ጉድለትን፣ አስገዳጅ ሃይልን እና የኒውክሊየስን የተወሰነ አስገዳጅ ሃይል አስላ።

ዋናው የጅምላ ጉድለት በቀመርው ይወሰናል፡-

ለዋና፡ Z=5; ሀ=11

የጅምላ ጉድለትን እናሰላለን ስልታዊ ባልሆኑ ክፍሎች - አቶሚክ የጅምላ አሃዶች (a.m.u.). አስፈላጊውን መረጃ ከሠንጠረዡ እንወስዳለን (አባሪ 3)

1.00783 a.m.u., =1.00867 a.m.u., = 11.00931 a.m.u.

ቀመር (1) በመጠቀም ስሌት ምክንያት: =0.08186 a.m.u እናገኛለን.

ቀመሩን በመጠቀም የኑክሌር ማሰሪያ ሃይልን በ extrasystemic units (MeV) እናገኘዋለን፡-

የተመጣጠነ ጥምርታ = 931.4 MeV/amu, i.e.

የቁጥር እሴቶችን ከተተካ በኋላ እናገኛለን-

የተወሰነ አስገዳጅ ኃይል፣ በትርጉሙ፣ እኩል ነው፡-

የሁለተኛው ኒውክሊየስ የአቶሚክ ቁጥር እና የጅምላ ቁጥር ይወስኑ ፣ የኑክሌር ምላሽን ምሳሌያዊ ምልክት ይስጡ እና የኃይል ውጤቱን ይወስኑ።

የሰውነት ጉልበት ብርሃን አር ቲ, በቁጥር ከኃይል ጋር እኩል ነው ወበጠቅላላው የሞገድ ርዝማኔ ላይ በሰውነት የሚለቀቅ (0በአንድ የሰውነት ክፍል, በአንድ ጊዜ, በሰውነት ሙቀት ቲ፣ ማለትም እ.ኤ.አ.

የሰውነት ልቀት አርኤል፣ ቲበቁጥር ከሰውነት ኃይል ጋር እኩል ነው። dWl, በአንድ አካል ከአንድ የሰውነት ወለል የሚለቀቅ፣ በአንድ አሃድ በሰውነት ሙቀት፣ ከ l እስከ l ባለው የሞገድ ርዝመት ውስጥ +dlእነዚያ።

ይህ መጠን ደግሞ የሰውነት ጉልበት ብርሃን ስፔክትራል ጥግግት ተብሎም ይጠራል።

የኢነርጂ ብርሃን በቀመር ልቀት ጋር የተያያዘ ነው።

የመምጠጥአካል አል, ቲ- በሰውነት ወለል ላይ ያለው የጨረር ኃይል ክፍል ከኤል እስከ l ባለው የሞገድ ርዝመት ውስጥ ምን ያህል ክፍል እንደሚጠጣ የሚያሳይ ቁጥር +dlእነዚያ።

አካሉ ለየትኛው አል ፣ ቲ = 1በጠቅላላው የሞገድ ርዝመት ውስጥ ፍፁም ጥቁር አካል (BLB) ይባላል።

አካሉ ለየትኛው አል , ቲ = ኮንስት<1 በጠቅላላው የሞገድ ርዝመት ውስጥ ግራጫ ይባላል።

የት - spectral density ኃይለኛ ብርሃን, ወይም የሰውነት ልቀት .

ልምምድ እንደሚያሳየው የሰውነት ልቀት በሰውነት ሙቀት ላይ የተመሰረተ ነው (ለእያንዳንዱ የሙቀት መጠን ከፍተኛው የጨረር ጨረር በራሱ ድግግሞሽ መጠን ውስጥ ነው). ልኬት .

የልቀት መጠንን በማወቅ የኃይለኛውን ብርሃን ማስላት እንችላለን፡-

ተብሎ ይጠራል የሰውነትን የመሳብ አቅም . እንዲሁም በሙቀት መጠን ላይ በእጅጉ ይወሰናል.

በትርጉም, ከአንድ በላይ ሊሆን አይችልም. የሁሉንም ድግግሞሽ ጨረሮች ሙሉ በሙሉ ለሚወስድ አካል። እንዲህ ዓይነቱ አካል ይባላል ፍጹም ጥቁር (ይህ ሃሳባዊነት ነው)።

ለሁሉም ድግግሞሾች ከአንድነት ያነሰ እና ያነሰ አካል,ተብሎ ይጠራል ግራጫ አካል (ይህ ደግሞ ሃሳባዊነት ነው)።

በሰውነት የመሳብ እና የመምጠጥ አቅም መካከል የተወሰነ ግንኙነት አለ። የሚከተለውን ሙከራ በአእምሯዊ ሁኔታ እናካሂድ (ምስል 1.1).

ሩዝ. 1.1

በተዘጋ ቅርፊት ውስጥ ሶስት አካላት ይኑር. አካላት በቫኩም ውስጥ ናቸው, ስለዚህ የኃይል ልውውጥ በጨረር ብቻ ሊከሰት ይችላል. ተሞክሮው እንደሚያሳየው እንዲህ ዓይነቱ ሥርዓት ከተወሰነ ጊዜ በኋላ የሙቀት ምጣኔ (የሙቀት ምጣኔ) ደረጃ ላይ ይደርሳል (ሁሉም አካላት እና ዛጎሎች ተመሳሳይ ሙቀት ይኖራቸዋል).

በዚህ ሁኔታ ውስጥ፣ ከፍተኛ ልቀት ያለው አካል በአንድ አሃድ ጊዜ ብዙ ሃይል ያጣል፣ነገር ግን፣ስለዚህ ይህ አካል የበለጠ የመጠጣት አቅም ሊኖረው ይገባል።

ጉስታቭ ኪርቾፍ በ1856 ተፈጠረ ህግ እና ጠቁመዋል ጥቁር አካል ሞዴል .

የልቀት እና የመምጠጥ ጥምርታ በሰውነት ተፈጥሮ ላይ የተመካ አይደለም ፣ ለሁሉም አካላት ተመሳሳይ ነው ።(ሁለንተናዊ)የድግግሞሽ እና የሙቀት መጠን ተግባር.

,

(1.2.3)

የት - ሁለንተናዊ የ Kirchhoff ተግባር.

ይህ ተግባር ሁለንተናዊ፣ ወይም ፍፁም ባህሪ አለው።

መጠኖቹ እራሳቸው እና በተናጥል ሲወሰዱ ከአንድ አካል ወደ ሌላ ሲንቀሳቀሱ በከፍተኛ ሁኔታ ሊለወጡ ይችላሉ, ነገር ግን የእነሱ ጥምርታ ያለማቋረጥለሁሉም አካላት (በተወሰነ ድግግሞሽ እና የሙቀት መጠን).

ፍጹም ጥቁር አካል ለማግኘት, ስለዚህ, ለእሱ, i.e. ሁለንተናዊው የኪርችሆፍ ተግባር ሙሉ በሙሉ ጥቁር አካል ካለው ልቀትን የበለጠ አይደለም ።

ፍፁም ጥቁር አካላት በተፈጥሮ ውስጥ የሉም. ሶት ወይም ፕላቲኒየም ጥቁር የመምጠጥ አቅም አለው፣ ግን በተወሰነ ድግግሞሽ ክልል ውስጥ ብቻ። ይሁን እንጂ ትንሽ ቀዳዳ ያለው ክፍተት በንብረቶቹ ውስጥ ሙሉ ለሙሉ ወደ ጥቁር አካል በጣም ቅርብ ነው. ወደ ውስጥ የሚገባው ምሰሶ ከበርካታ ነጸብራቅ በኋላ እና የማንኛውም ድግግሞሽ ጨረር (ምስል 1.2) የግድ ይያዛል።

ሩዝ. 1.2

የእንደዚህ አይነት መሳሪያ (ጉድጓድ) ልቀት በጣም ቅርብ ነው ረ(ν, ፣ ቲ). ስለዚህ, የግድግዳው ግድግዳዎች በሙቀት ውስጥ ከተቀመጡ ቲ, ከዚያም ጨረሩ ከጉድጓዱ ውስጥ ይወጣል, በተመሳሳይ የሙቀት መጠን ውስጥ ፍፁም ጥቁር አካል ካለው ጨረር ጋር በጣም ቅርብ በሆነ የእይታ ቅንብር ውስጥ.

ይህንን ጨረራ ወደ ስፔክትረም በመበስበስ አንድ ሰው የተግባርን የሙከራ ቅርጽ ማግኘት ይችላል ረ(ν, ፣ ቲ) (ምስል 1.3), በተለያየ የሙቀት መጠን ቲ 3 > ቲ 2 > ቲ 1 .

ሩዝ. 1.3

በመጠምዘዣው የተሸፈነው ቦታ በተመጣጣኝ የሙቀት መጠን የጥቁር አካልን ጉልበት ይሰጣል.

እነዚህ ኩርባዎች ለሁሉም አካላት ተመሳሳይ ናቸው.

ኩርባዎቹ ከሞለኪውላዊ ፍጥነት ስርጭት ተግባር ጋር ተመሳሳይ ናቸው. ነገር ግን እዚያም በኩርባዎቹ የተሸፈኑ ቦታዎች ቋሚ ናቸው, ነገር ግን እዚህ እየጨመረ በሚመጣው የሙቀት መጠን አካባቢው በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል. ይህ የሚያመለክተው የኢነርጂ ተኳሃኝነት በሙቀት ላይ በጣም ጥገኛ ነው። ከፍተኛው የጨረር ጨረር (ሚዛባነት) እየጨመረ በሚሄድ የሙቀት መጠን ፈረቃወደ ከፍተኛ ድግግሞሽ.

የሙቀት ጨረር ህጎች

ማንኛውም ሙቀት ያለው አካል ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገዶችን ያመነጫል. የሰውነት ሙቀት መጠን ከፍ ባለ መጠን የሚወጡት ሞገዶች አጭር ይሆናሉ። በቴርሞዳይናሚክ ሚዛን ውስጥ ያለው አካል ከጨረሩ ጋር ይባላል ፍጹም ጥቁር (ACHT) የሙሉ ጥቁር አካል ጨረሩ በሙቀቱ ላይ ብቻ ይወሰናል. እ.ኤ.አ. በ 1900 ማክስ ፕላንክ በአንድ የተወሰነ ጥቁር አካል የሙቀት መጠን አንድ ሰው የጨረራውን ጥንካሬ ለማስላት የሚያስችል ቀመር አገኘ።

የኦስትሪያው የፊዚክስ ሊቃውንት ስቴፋን እና ቦልትማን በጠቅላላ ልቀት እና በጥቁር የሰውነት ሙቀት መካከል ያለውን የቁጥር ግንኙነት የሚገልጽ ህግ አቋቋሙ።

ይህ ህግ ይባላል Stefan-Boltzmann ህግ . ቋሚው σ = 5.67∙10 -8 ዋ/(m 2∙K 4) ይባላል። ስቴፋን-ቦልትማን ቋሚ .

ሁሉም የፕላንክ ኩርባዎች በሞገድ ርዝመታቸው ላይ በግልጽ የሚታወቅ ከፍተኛ አላቸው።

ይህ ህግ ተጠርቷል የዊን ህግ . ስለዚህ, ለፀሃይ ቲ 0 = 5,800 ኪ, እና ከፍተኛው በሞገድ ርዝመት λ max ≈ 500 nm ላይ ይከሰታል, ይህም በኦፕቲካል ክልል ውስጥ ካለው አረንጓዴ ቀለም ጋር ይዛመዳል.

የሙቀት መጠኑ እየጨመረ በሄደ መጠን የአንድ ሙሉ ጥቁር አካል ከፍተኛው ጨረር ወደ አጭር የሞገድ ርዝመት ክፍል ይሸጋገራል። ሞቃታማ ኮከብ በአልትራቫዮሌት ውስጥ አብዛኛውን ጉልበቱን ያመነጫል, ቀዝቃዛ ኮከብ ደግሞ አብዛኛውን ጉልበቱን በኢንፍራሬድ ውስጥ ያመነጫል.

የፎቶ ውጤት. ፎቶኖች

የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤትእ.ኤ.አ. በ 1887 በጀርመን የፊዚክስ ሊቅ ጂ ሄርትዝ የተገኘ እና በ 1888-1890 በኤ.ጂ. ስቶሌቶቭ በሙከራ ተጠንቷል ። የፎቶ ኤሌክትሪክ ክስተት በጣም የተሟላ ጥናት በ F. Lenard በ 1900 ተከናውኗል በዚህ ጊዜ ኤሌክትሮኖል ቀድሞውኑ ተገኝቷል (1897, ጄ. ቶምሰን) እና የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት (ወይም ከዚያ በላይ) ግልጽ ሆነ. በትክክል ፣ ውጫዊው የፎቶ ውጤት) በላዩ ላይ በሚወድቅ ብርሃን ተጽዕኖ ውስጥ ኤሌክትሮኖችን ከቁስ መውጣቱን ያካትታል።

የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖን ለማጥናት የሙከራ ማቀናበሪያው ንድፍ በምስል ላይ ይታያል. 5.2.1.

ሙከራዎቹ ሁለት የብረት ኤሌክትሮዶች ያሉት የብርጭቆ ቫክዩም ጠርሙስ ተጠቅመዋል, ሽፋኑ በደንብ ተጠርጓል. አንዳንድ ቮልቴጅ በኤሌክትሮዶች ላይ ተተግብሯል ዩድርብ ቁልፍ በመጠቀም የፖላሪቲው ሊቀየር ይችላል። ከኤሌክትሮዶች አንዱ (ካቶድ ኬ) በተወሰነ የሞገድ ርዝመት λ ሞኖክሮማቲክ ብርሃን በኳርትዝ ​​መስኮት በኩል ተበራ። በቋሚ አንጸባራቂ ፍሰት, የፎቶው ጥንካሬ ጥገኝነት ተወስዷል አይከተተገበረው ቮልቴጅ. በስእል. ምስል 5.2.2 በካቶድ ላይ ያለውን የብርሃን ፍሰት ክስተት ጥንካሬ በሁለት እሴቶች የተገኘውን የእንደዚህ አይነት ጥገኝነት የተለመዱ ኩርባዎችን ያሳያል.

ኩርባዎቹ እንደሚያሳዩት በአኖድ ኤ ላይ በበቂ ሁኔታ ትልቅ አዎንታዊ ቮልቴጅ፣ የፎቶ ቀረጻው ሙሌት ላይ ይደርሳል፣ ምክንያቱም ሁሉም ኤሌክትሮኖች ከካቶድ በብርሃን ወደ አኖድ ይደርሳሉ። ጥንቃቄ የተሞላበት መለኪያዎች እንደሚያሳዩት የሙሌት ፍሰት አይ n ከተፈጠረው የብርሃን መጠን ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው. በአኖድ ላይ ያለው ቮልቴጅ አሉታዊ በሚሆንበት ጊዜ በካቶድ እና በአኖድ መካከል ያለው የኤሌክትሪክ መስክ ኤሌክትሮኖችን ይከላከላል. የእንቅስቃሴ ኃይላቸው የሚበልጠው ኤሌክትሮኖች ብቻ | አ. ህ| በ anode ላይ ያለው ቮልቴጅ ያነሰ ከሆነ - ዩሸ፣ የፎቶ አሁኑ ይቆማል። መለካት ዩሸ ፣ የፎቶኤሌክትሮኖች ከፍተኛውን የእንቅስቃሴ ኃይል መወሰን እንችላለን-

ብዙ ሙከራዎች የሚከተሉትን የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ መሰረታዊ መርሆችን አቋቁመዋል።

1. የፎቶኤሌክትሮኖች ከፍተኛው የኪነቲክ ሃይል በብርሃን ድግግሞሽ ν በመጨመር በመስመር ይጨምራል እና በክብደቱ ላይ የተመካ አይደለም።
2. ለእያንዳንዱ ንጥረ ነገር አንድ የሚባል ነገር አለ ቀይ የፎቶ ውጤት ድንበር ውጫዊው የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት አሁንም የሚቻልበት ዝቅተኛው ድግግሞሽ ν ደቂቃ።
3. በ 1 ሰከንድ ውስጥ ከካቶድ ብርሃን የሚወጣው የፎቶ ኤሌክትሮኖች ብዛት ከብርሃን ጥንካሬ ጋር በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው.
4. የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ በተግባር የማይነቃነቅ ነው ፣ የፎቶ አሁኑኑ የሚከሰተው የካቶድ ማብራት ከጀመረ በኋላ ነው ፣ ይህም የብርሃን ድግግሞሽ ν > ν ደቂቃ ከሆነ።

እነዚህ ሁሉ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎች የብርሃን ከቁስ ጋር ስላለው ግንኙነት የጥንታዊ ፊዚክስ ሀሳቦችን ይቃረናሉ። እንደ ሞገድ ፅንሰ-ሀሳቦች ፣ ከኤሌክትሮማግኔቲክ የብርሃን ሞገድ ጋር በሚገናኝበት ጊዜ ኤሌክትሮኖች ቀስ በቀስ ኃይልን ያከማቻሉ ፣ እና ኤሌክትሮኖች ከብርሃን ለመብረር በቂ ኃይል እንዲከማች ለማድረግ እንደ ብርሃኑ ጥንካሬ ከፍተኛ ጊዜ ይወስዳል። ካቶድ. ስሌቶች እንደሚያሳዩት ይህ ጊዜ በደቂቃዎች ወይም በሰዓታት ውስጥ መቆጠር አለበት. ይሁን እንጂ ልምድ እንደሚያሳየው የፎቶ ኤሌክትሮኖች የካቶድ ብርሃን ከጀመረ በኋላ ወዲያውኑ ይታያሉ. በዚህ ሞዴል ውስጥ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ቀይ ድንበር መኖሩን ለመረዳትም የማይቻል ነበር. የብርሃን ሞገድ ፅንሰ-ሀሳብ የፎቶኤሌክትሮኖች ኃይል ከብርሃን ፍሰት መጠን እና ከፍተኛው የኪነቲክ ሃይል ከብርሃን ድግግሞሽ ጋር ያለውን ተመጣጣኝነት ማብራራት አልቻለም።

ስለዚህ የኤሌክትሮማግኔቲክ የብርሃን ንድፈ ሐሳብ እነዚህን ንድፎች ማብራራት አልቻለም.

መፍትሄው በ 1905 በ A. Einstein ተገኝቷል. ስለ ፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ የተመለከቱ ህጎች የንድፈ ሀሳባዊ ማብራሪያ በኤም ፕላንክ መላምት ላይ በመመርኮዝ ብርሃንን ይለቀቃል እና በተወሰኑ ክፍሎች ውስጥ ይሳባል እና የእያንዳንዳቸው ጉልበት። ክፍል በቀመር ይወሰናል ኢ = ሸν ፣ የት ሸ- የፕላንክ ቋሚ. አንስታይን የኳንተም ጽንሰ-ሀሳቦችን በማዳበር ቀጣዩን እርምጃ ወሰደ። በማለት ደምድሟል ብርሃን የማያቋርጥ (የተለየ) መዋቅር አለው።. የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ የተለያዩ ክፍሎች አሉት - quanta፣ በኋላ ተሰይሟል ፎቶኖች. ከቁስ አካል ጋር በሚገናኝበት ጊዜ ፎቶን ሁሉንም ጉልበቱን ሙሉ በሙሉ ያስተላልፋል ሸአንድ ኤሌክትሮን. ኤሌክትሮን ከቁስ አተሞች ጋር በሚጋጭበት ጊዜ የዚህን ሃይል ክፍል ሊያጠፋው ይችላል። በተጨማሪም የኤሌክትሮን ኢነርጂው ክፍል በብረት-ቫክዩም መገናኛ ላይ ያለውን እምቅ ማገጃ ለማሸነፍ ይውላል። ይህንን ለማድረግ ኤሌክትሮኖል የሥራ ተግባር ማከናወን አለበት ሀ, በካቶድ ቁሳቁስ ባህሪያት ላይ የተመሰረተ ነው. ከካቶድ የሚወጣው የፎቶ ኤሌክትሮን ከፍተኛው የኪነቲክ ሃይል የሚወሰነው በሃይል ጥበቃ ህግ ነው፡-

ይህ ቀመር ብዙውን ጊዜ ይባላል የአንስታይን እኩልነት ለፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት .

የአንስታይን እኩልታ በመጠቀም ፣ ሁሉም የውጫዊ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎች ሊገለጹ ይችላሉ። የአንስታይን እኩልታ የሚያመለክተው ከፍተኛው የኪነቲክ ኢነርጂ በብርሃን ድግግሞሽ እና በራስ የመመራት ፣ የቀይ ድንበር መኖር እና ከኢንቴርሺያ-ነጻ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ላይ ያለውን ቀጥተኛ ጥገኛ ነው። ከካቶድ ወለል በ 1 ሰከንድ ውስጥ የሚለቁት የፎቶ ኤሌክትሮኖች አጠቃላይ ብዛት በተመሳሳይ ጊዜ ላይ ካለው የፎቶኖች ክስተት ጋር ተመጣጣኝ መሆን አለበት። ከዚህ በመነሳት የሳቹሬሽን ጅረት በቀጥታ ከብርሃን ፍሰቱ ጥንካሬ ጋር ተመጣጣኝ መሆን አለበት.

ከአንስታይን እኩልታ እንደሚከተለዉ፣የቀጥታ መስመር የማእዘን አንግል ታንጀንት የማገድ አቅምን ጥገኝነት ይገልፃል። ዩз ከድግግሞሽ ν (ምስል 5.2.3), ከፕላንክ ቋሚ ጥምርታ ጋር እኩል ነው ሸወደ ኤሌክትሮን ክፍያ ሠ:

የት ሐ- የብርሃን ፍጥነት, λ cr - ከፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ቀይ ድንበር ጋር የሚዛመድ የሞገድ ርዝመት. አብዛኛዎቹ ብረቶች የስራ ተግባር አላቸው ሀበርካታ ኤሌክትሮኖች ቮልት (1 eV = 1.602 · 10 -19 J) ነው. በኳንተም ፊዚክስ ኤሌክትሮን ቮልት ብዙ ጊዜ እንደ ሃይል አሃድ ሆኖ ያገለግላል። በኤሌክትሮን ቮልት በሰከንድ የተገለጸው የፕላንክ ቋሚ ዋጋ ነው።

ከብረት ውስጥ, የአልካላይን ንጥረ ነገሮች ዝቅተኛው የሥራ ተግባር አላቸው. ለምሳሌ, ሶዲየም ሀ= 1.9 eV, ይህም የፎቶ ኤሌክትሪክ ተጽእኖ ከቀይ ገደብ ጋር ይዛመዳል λ cr ≈ 680 nm. ስለዚህ, የአልካላይን ብረት ውህዶች ካቶዶችን ለመፍጠር ጥቅም ላይ ይውላሉ ፎቶሴሎች , የሚታይ ብርሃን ለመቅዳት የተነደፈ.

ስለዚህ ፣ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ ህጎች እንደሚያመለክቱት ብርሃን በሚፈነዳበት እና በሚስብበት ጊዜ ፣ ​​​​እንደ የንዑስ ቅንጣቶች ጅረት ይሠራል። ፎቶኖች ወይም ብርሃን quanta .

የፎቶን ኃይል ነው

የፎቶን ፍጥነት መጨመር ይከተላል

ስለዚህም የብርሃን አስተምህሮ ለሁለት መቶ ዓመታት የዘለቀውን አብዮት ካጠናቀቀ በኋላ እንደገና ወደ ብርሃን ቅንጣቶች - አስከሬኖች ሀሳቦች ተመለሰ.

ነገር ግን ይህ ወደ ኒውተን ኮርፐስኩላር ቲዎሪ መካኒካል መመለስ አልነበረም። በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ብርሃን ሁለት ተፈጥሮ እንዳለው ግልጽ ሆነ። ብርሃን በሚሰራጭበት ጊዜ የማዕበል ባህሪያቶቹ ይታያሉ (ጣልቃ ገብነት ፣ መከፋፈል ፣ ፖላራይዜሽን) እና ከቁስ ጋር ሲገናኝ የኮርፐስኩላር ባህሪያቱ ይታያሉ (የፎቶ ኤሌክትሪክ ውጤት)። ይህ የብርሃን ድርብ ተፈጥሮ ይባላል ሞገድ-ቅንጣት መንታ . በኋላ፣ የኤሌክትሮኖች እና ሌሎች የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ድርብ ተፈጥሮ ተገኘ። ክላሲካል ፊዚክስ የሞገድ እና የጥቃቅን ነገሮች አካል ባህሪያት ጥምረት ምስላዊ ሞዴል ማቅረብ አይችልም። የጥቃቅን ነገሮች እንቅስቃሴ የሚመራው በክላሲካል ኒውቶኒያን መካኒኮች ህግ ሳይሆን በኳንተም ሜካኒክስ ህግ ነው። በኤም. ፕላንክ እና በአንስታይን የኳንተም ቲዎሪ የፎቶ ኤሌክትሪክ ተፅእኖ የተፈጠረ የጥቁር አካል ጨረራ ፅንሰ-ሀሳብ በዚህ ዘመናዊ ሳይንስ ላይ የተመሰረተ ነው።

d Φ e (\ displaystyle d\Phi _(e))በጨረር ምንጭ ላይ ባለው ትንሽ ቦታ ወደ አካባቢው ይለቀቃል d S (\ displaystyle dS) : M e = d Φ e d S. (\ displaystyle M_(e)=(\frac (d\Phi _(e))(dS)))

በተጨማሪም ሃይለኛ ብርሃን የሚፈነጥቀው የጨረር ፍሰት የገጽታ ጥግግት ነው ተብሏል።

በቁጥር ፣ የኃይለኛው ብርሃን ከግዜ-አማካኝ ሞጁል የፖይንቲንግ ቬክተር ክፍል ጋር እኩል ነው። በዚህ ሁኔታ, አማካይ የኤሌክትሮማግኔቲክ ማወዛወዝ ጊዜን በከፍተኛ ሁኔታ በጊዜ ሂደት ይከናወናል.

የሚፈነጥቀው ጨረሩ በራሱ ወለል ላይ ሊነሳ ይችላል, ከዚያም ስለ ራስ-አንጸባራቂ ገጽታ ይናገራሉ. ውጫዊው ገጽታ ከውጭ ሲበራ ሌላ አማራጭ ይታያል. እንደዚህ ባሉ አጋጣሚዎች፣ አንዳንድ የአደጋው ፍሰት ክፍል በመበተን እና በማሰላሰል ምክንያት ተመልሶ ይመለሳል። ከዚያ የኃይለኛ ብሩህነት መግለጫው ቅርፅ አለው፡-

M e = (ρ + σ) ⋅ E e , (\ displaystyle M_(e)=(\rho +\sigma)\cdot E_(e),)

የት ρ (\ displaystyle \rho)እና σ (\ displaystyle \ sigma )- ነጸብራቅ Coefficient እና ወለል መበተን Coefficient, በቅደም, እና - በውስጡ irradiance.

አንዳንድ ጊዜ በሥነ-ጽሑፍ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ ሌሎች የብርሀንነት ስሞች ፣ ግን በ GOST ያልተሰጡ: - ልቀትእና የተቀናጀ ልቀት.

የብርሀንነት ስፔክትራል እፍጋት

የብርሀንነት ስፔክትራል እፍጋት M e , λ (λ) (\ displaystyle M_(e,\lambda )(\lambda))- የኢነርጂ ብርሃን መጠን ሬሾ d M e (λ)፣ (\ displaystyle dM_(e)(\lambda)፣)በትንሽ የእይታ ክፍተት ላይ መውደቅ d λ, (\ displaystyle d\lambda,)መካከል ደመደመ λ (\ displaystyle \lambda)እና λ + d λ (\ displaystyle \lambda +d\lambda ), ወደዚህ ክፍተት ስፋት:

መ፣ λ (λ) = መ መ (λ) d λ . (\ displaystyle M_(e,\lambda )(\lambda)=(\frac (dM_(e)(\lambda)))(d\lambda)))

የSI ክፍል W m-3 ነው። የኦፕቲካል ጨረሮች የሞገድ ርዝመት አብዛኛውን ጊዜ በናኖሜትሮች ስለሚለካ፣ በተግባር W m -2 nm -1 ብዙ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላል።

አንዳንድ ጊዜ በሥነ ጽሑፍ ውስጥ M e , λ (\ displaystyle M_(e,\lambda ))ተብለው ይጠራሉ ስፔክትራል ልቀት.

ቀላል አናሎግ

M v = K m ⋅ ∫ 380 n m 780 n m M e, λ (λ) V (λ) d λ, (\ displaystyle M_(v)=K_(m)\cdot \int \ limitits _(380~nm)^ (780~nm)M_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)d\lambda,)

የት K m (\የማሳያ ዘይቤ K_(m))- ከፍተኛው የብርሃን ጨረር ውጤታማነት በ SI ስርዓት ውስጥ ከ 683 lm / W ጋር እኩል ነው። የእሱ አሃዛዊ እሴቱ በቀጥታ ከካንደላ ፍቺ ይከተላል.

ስለ ሌሎች መሰረታዊ የኃይል የፎቶሜትሪክ መጠኖች እና የብርሃን አናሎግ መረጃ በሠንጠረዥ ውስጥ ተሰጥቷል. የመጠን ስያሜዎች በ GOST 26148-84 መሠረት ተሰጥተዋል.

የኢነርጂ ፎቶሜትሪክ SI መጠኖች

ስም (ተመሳሳይ ቃል)	የብዛት ስያሜ	ፍቺ	የSI ክፍሎች ምልክት	የብርሃን መጠን
የጨረር ኃይል (የጨረር ኃይል)	ጥ ኢ (\ማሳያ ዘይቤ Q_(ሠ))ወይም ደብሊው (\ displaystyle W)	በጨረር የሚተላለፍ ኃይል	ጄ	ብርሃን - ኃይል
የጨረር ፍሰት (ጨረር ፍሰት)	Φ (\ displaystyle \ Phi )ሠ ወይም P (\ displaystyle P)	Φ e = d Q e d t (\ displaystyle \Phi _(e)=(\frac (dQ_(e))(dt))))	ወ	የብርሃን ፍሰት
የጨረር ጥንካሬ (የብርሃን ኃይል ጥንካሬ)	እኔ ኢ (\ማሳያ ዘይቤ I_(e))	I e = d Φ e d Ω (\ displaystyle I_(e)=(\frac (d\Phi _(e))(d\Omega)))	ወ sr -1	የብርሃን ኃይል
የቮልሜትሪክ የጨረር ኃይል እፍጋት	U e (\ displaystyle U_(e))	U e = d Q e d V (\ displaystyle U_(e)=(\frac (dQ_(e))(dV)))	ጄ ሜ -3	የብርሃን ሃይል ጥራዝ እፍጋት
ጉልበት - ብሩህነት	L e (\ማሳያ ዘይቤ L_(ሠ))	L e = d 2 Φ e d Ω d S 1 cos ⁡ ε (\ displaystyle L_(e)=(\frac (d^(2)\Phi _(e)))(መ ኦሜጋ \,dS_(1)\, \varepsilon)))	ወ m-2 sr-1	ብሩህነት
የተቀናጀ የኃይል ብሩህነት	Λ e (\ displaystyle \ Lambda _(ሠ))	Λ e = ∫ 0 t L e (t ') d t "(\ displaystyle \ Lambda _(e)=\int _(0)^(t)L_(e)(t")dt)	J m -2 sr -1	የተዋሃደ ብሩህነት
ኢራዲየንስ (ጨረር)	ኢ ኢ (\ማሳያ ዘይቤ ኢ_(ሠ))	E e = d Φ e d S 2 (\ displaystyle E_(e)=(\frac (d\Phi _(e)))(dS_(2))))	ወ m-2