.

ការបំភាយនិងការស្រូបយកថាមពល

អាតូម និងម៉ូលេគុល

សំណួរសម្រាប់ថ្នាក់លើប្រធានបទ៖

1. វិទ្យុសកម្មកំដៅ។ លក្ខណៈសំខាន់របស់វា៖ លំហូរវិទ្យុសកម្ម Ф, ពន្លឺថាមពល (អាំងតង់ស៊ីតេ) R, ដង់ស៊ីតេពន្លឺនៃថាមពល r λ; មេគុណស្រូបយក α, មេគុណស្រូបយក monochromatic α λ ។ រាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង។ ច្បាប់របស់ Kirchhoff ។

2. វិសាលគមវិទ្យុសកម្មកំដៅនៃ a.ch.t. (កាលវិភាគ) ។ ធម្មជាតិនៃវិទ្យុសកម្មកម្ដៅ (សម្មតិកម្មរបស់ Planck មិនចាំបាច់ចាំរូបមន្តសម្រាប់ ε λ) ។ ការពឹងផ្អែកនៃវិសាលគមនៃ a.ch.t. នៅលើសីតុណ្ហភាព (ក្រាហ្វ) ។ ច្បាប់ស្រា។ ច្បាប់ Stefan-Boltzmann សម្រាប់ a.ch.t. (ដោយគ្មានទិន្នផល) និងសម្រាប់សាកសពផ្សេងទៀត។

3. រចនាសម្ព័ន្ធនៃសែលអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូម។ កម្រិតថាមពល។ ការបំភាយថាមពលកំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូររវាងកម្រិតថាមពល។ រូបមន្តរបស់ Bohr ( សម្រាប់ប្រេកង់និងសម្រាប់រលក) វិសាលគមនៃអាតូម។ វិសាលគមនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន។ ស៊េរី Spectral ។ គោលគំនិតទូទៅនៃវិសាលគមនៃម៉ូលេគុល និងសារធាតុខាប់ (វត្ថុរាវ សារធាតុរឹង)។ គំនិតនៃការវិភាគវិសាលគម និងការប្រើប្រាស់របស់វាក្នុងវេជ្ជសាស្ត្រ។

4. ពន្លឺ។ ប្រភេទនៃ luminescence ។ fluorescence និង phosphorescence ។ តួនាទីនៃកម្រិតដែលអាចបំប្លែងបាន។ វិសាលគមពន្លឺ។ ច្បាប់ Stokes ។ ការវិភាគពន្លឺ និងការប្រើប្រាស់របស់វាក្នុងថ្នាំ។

5. ច្បាប់នៃការស្រូបពន្លឺ (ច្បាប់របស់ Bouguer; ការសន្និដ្ឋាន) ។ ការបញ្ជូន τ និង ដង់ស៊ីតេអុបទិកឃ.ការកំណត់កំហាប់នៃដំណោះស្រាយដោយការស្រូបពន្លឺ។

ការងារមន្ទីរពិសោធន៍៖ "កត់ត្រាវិសាលគមស្រូបយក និងកំណត់កំហាប់នៃដំណោះស្រាយដោយប្រើ photoelectrocolorimeter" ។

អក្សរសាស្ត្រ៖

កាតព្វកិច្ច៖ A.N. "រូបវិទ្យាវេជ្ជសាស្រ្តនិងជីវសាស្រ្ត", M. , "វិទ្យាល័យ", ឆ្នាំ 1996, ឆ។ ២៧, § ១–៣; ជំពូក 29, §§ 1,2

• បន្ថែម៖ ការបំភាយ និងការស្រូបថាមពលដោយអាតូម និងម៉ូលេគុល ការបង្រៀន risograph ed ។ នាយកដ្ឋាន, 2002

និយមន័យ និងទម្រង់ជាមូលដ្ឋាន

1. វិទ្យុសកម្មកំដៅ

រាងកាយទាំងអស់ ទោះបីជាមិនមានឥទ្ធិពលខាងក្រៅណាមួយក៏ដោយ ក៏បញ្ចេញរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែរ។ ប្រភពនៃថាមពលសម្រាប់វិទ្យុសកម្មនេះគឺជាចលនាកម្ដៅនៃភាគល្អិតដែលបង្កើតជារាងកាយ នោះហើយជាមូលហេតុដែលវាត្រូវបានគេហៅថា វិទ្យុសកម្មកម្ដៅ។នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ (ប្រហែល 1000 K ឬច្រើនជាងនេះ) វិទ្យុសកម្មនេះធ្លាក់មួយផ្នែកនៅក្នុងជួរនៃពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ នៅសីតុណ្ហភាពទាប កាំរស្មីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដត្រូវបានបញ្ចេញ ហើយនៅសីតុណ្ហភាពទាបបំផុត រលកវិទ្យុត្រូវបានបញ្ចេញ។

លំហូរវិទ្យុសកម្ម F - នេះ។ ថាមពលវិទ្យុសកម្មដែលបញ្ចេញដោយប្រភព, ឬ ថាមពលវិទ្យុសកម្មដែលបញ្ចេញក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា៖ Ф = Р = ;ឯកតាលំហូរ - វ៉ាត់

ពន្លឺដ៏ស្វាហាប់ រ - នេះ។ លំហូរនៃវិទ្យុសកម្មដែលត្រូវបានបញ្ចេញចេញពីផ្ទៃនៃរាងកាយមួយ: ;ឯកតានៃពន្លឺថាមពល - W.m –2 .

ដង់ស៊ីតេពន្លឺនៃពន្លឺដ៏ស្វាហាប់ r λ - នេះ។ សមាមាត្រនៃពន្លឺដ៏ស្វាហាប់នៃរាងកាយក្នុងចន្លោះពេលរលកតូចមួយ (Δរ λ ) ទៅតម្លៃនៃចន្លោះពេលនេះ Δ λ:

វិមាត្រ r λ - W.m - 3

រាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង (a.b.t.) ហៅថា t បានញ៉ាំដែលយ៉ាងពេញលេញ ស្រូបយកវិទ្យុសកម្ម។មិនមានសាកសពបែបនេះនៅក្នុងធម្មជាតិទេប៉ុន្តែជាគំរូដ៏ល្អនៃ a.ch.t. គឺជារន្ធតូចមួយនៅក្នុងបែហោងធ្មែញបិទជិត។

សមត្ថភាពរបស់សាកសពក្នុងការស្រូបយកវិទ្យុសកម្មឧបទ្ទវហេតុកំណត់លក្ខណៈ មេគុណស្រូបយក α , នោះគឺ សមាមាត្រនៃការស្រូបទៅនឹងលំហូរវិទ្យុសកម្មឧប្បត្តិហេតុ៖ .

មេគុណស្រូបយក monochromaticគឺ​ជា​តម្លៃ​នៃ​មេគុណ​ស្រូប​យក​ដែល​វាស់​ក្នុង​ជួរ​វិសាលគម​តូច​ចង្អៀត​ជុំវិញ​តម្លៃ​ជាក់លាក់ λ ។

ច្បាប់របស់ Kirchhoff៖ នៅសីតុណ្ហភាពថេរសមាមាត្រនៃដង់ស៊ីតេវិសាលគមនៃពន្លឺដ៏ស្វាហាប់នៅចម្ងាយរលកជាក់លាក់មួយទៅនឹងមេគុណស្រូបយក monochromatic នៅចម្ងាយរលកដូចគ្នា ដូចគ្នាសម្រាប់រាងកាយទាំងអស់។ និងស្មើនឹងដង់ស៊ីតេនៃពន្លឺថាមពលនៃ a.b.t. នៅប្រវែងរលកនេះ៖

(ជួនកាល r λ A.Ch.T តំណាង ε λ)

រាងកាយខ្មៅទាំងស្រុងស្រូបយក និងបញ្ចេញវិទ្យុសកម្ម ប្រវែងរលកទាំងអស់,នោះ​ហើយ​ជា​មូល​ហេតុ​ដែល វិសាលគមនៃ a.h.t. រឹងមាំជានិច្ច។ប្រភេទនៃវិសាលគមនេះ។ អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពរាងកាយ។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើងជាដំបូង ពន្លឺដ៏ស្វាហាប់ កើនឡើងយ៉ាងខ្លាំង។ ទីពីរ ប្រវែងរលកដែលត្រូវគ្នានឹងវិទ្យុសកម្មអតិបរមា(λ អតិបរមា ) , ផ្លាស់ទីទៅចម្ងាយរលកខ្លីជាង :, ដែល b ≈ 29090 µm.K -1 ( ច្បាប់ Wien) ។

ច្បាប់ Stefan-Boltzmann៖ ពន្លឺដ៏ស្វាហាប់នៃ a.h.t. សមាមាត្រទៅនឹងថាមពលទីបួននៃសីតុណ្ហភាពរាងកាយនៅលើមាត្រដ្ឋាន Kelvin៖ រ = σT 4

2. ការបំភាយថាមពលដោយអាតូម និងម៉ូលេគុល

ដូចដែលបានដឹងហើយថា នៅក្នុងសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមមួយ ថាមពលនៃអេឡិចត្រុងអាចទទួលយកបានតែលើតម្លៃដែលបានកំណត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង ដែលជាលក្ខណៈនៃអាតូមដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ម្យ៉ាង​ទៀត​គេ​និយាយ​អ៊ីចឹង អេឡិចត្រុងអាចមានទីតាំងនៅលើជាក់លាក់កម្រិតថាមពល។ នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងស្ថិតនៅកម្រិតថាមពលមួយ វាមិនផ្លាស់ប្តូរថាមពលរបស់វាទេ ពោលគឺវាមិនស្រូប ឬបញ្ចេញពន្លឺ។ នៅពេលផ្លាស់ប្តូរពីកម្រិតមួយទៅកម្រិតមួយទៀតថាមពលនៃអេឡិចត្រុងផ្លាស់ប្តូរ ហើយក្នុងពេលតែមួយ ស្រូបយកឬបញ្ចេញបរិមាណនៃពន្លឺ (រូបថត) ។ថាមពលនៃ quantum គឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៃថាមពលនៃកម្រិតដែលការផ្លាស់ប្តូរកើតឡើង៖ E QUANTUM = hν = E n – E m ដែល n និង m ជាលេខកម្រិត (រូបមន្ត Bohr) ។

ការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រុងរវាងកម្រិតផ្សេងៗគ្នាកើតឡើងជាមួយនឹងប្រូបាបផ្សេងគ្នា។ ក្នុងករណីខ្លះប្រូបាប៊ីលីតេនៃការផ្លាស់ប្តូរគឺជិតដល់សូន្យ។ បន្ទាត់វិសាលគមដែលត្រូវគ្នាមិនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាទេ។ ការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា បាន​ហាមឃាត់។

ក្នុងករណីជាច្រើន ថាមពលនៃអេឡិចត្រុងមួយអាចមិនត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលកង់ទិចទេ ប៉ុន្តែបានបំប្លែងទៅជាថាមពលនៃចលនាកម្ដៅនៃអាតូម ឬម៉ូលេគុល។ ការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា មិនមែនវិទ្យុសកម្ម។

បន្ថែមពីលើប្រូបាប៊ីលីតេនៃការផ្លាស់ប្តូរ ពន្លឺនៃបន្ទាត់វិសាលគមគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងចំនួនអាតូមនៃសារធាតុបញ្ចេញ។ ការពឹងផ្អែកនេះជាមូលដ្ឋាន ការវិភាគវិសាលគមបរិមាណ។
3. ពន្លឺ

ពន្លឺ ហៅ​ទូរស័ព្ទ​ណា​មួយ មិនមែនវិទ្យុសកម្មកម្ដៅទេ។ប្រភពថាមពលសម្រាប់វិទ្យុសកម្មនេះអាចខុសគ្នា ប្រភេទផ្សេងគ្នានៃ luminescence ។សំខាន់បំផុតក្នុងចំនោមពួកគេគឺ៖ គីមីវិទ្យា- ពន្លឺដែលកើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មគីមីជាក់លាក់; ជីវពន្លឺ- នេះគឺជា chemiluminescence នៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិត; cathodoluminescence -ពន្លឺនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃលំហូរនៃអេឡិចត្រុង, ដែលត្រូវបានប្រើនៅក្នុងបំពង់រូបភាពទូរទស្សន៍, បំពង់កាំរស្មី cathode, ចង្កៀងពន្លឺឧស្ម័ន, ល; អេឡិចត្រូលីត្រ- ពន្លឺដែលកើតឡើងនៅក្នុងវាលអគ្គិសនី (ជាញឹកញាប់បំផុតនៅក្នុង semiconductors) ។ ប្រភេទ luminescence គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍បំផុតគឺ photoluminescence ។នេះគឺជាដំណើរការដែលអាតូម ឬម៉ូលេគុលស្រូបពន្លឺ (ឬកាំរស្មីយូវី) ក្នុងជួររលកមួយ ហើយបញ្ចេញវាក្នុងមួយទៀត (ឧទាហរណ៍ ពួកវាស្រូបយកកាំរស្មីពណ៌ខៀវ និងបញ្ចេញពណ៌លឿង)។ ក្នុងករណីនេះសារធាតុស្រូបយក quanta ជាមួយនឹងថាមពលខ្ពស់ទាក់ទង hν 0 (ជាមួយនឹងរលកខ្លី) ។ បន្ទាប់មក អេឡិចត្រុងប្រហែលជាមិនត្រលប់ទៅកម្រិតដីភ្លាមៗទេ ប៉ុន្តែជាដំបូងទៅកាន់កម្រិតមធ្យម ហើយបន្ទាប់មកទៅកម្រិតដី (វាអាចមានកម្រិតមធ្យមជាច្រើន)។ ក្នុងករណីភាគច្រើន ការផ្លាស់ប្តូរមួយចំនួនគឺមិនមានវិទ្យុសកម្ម ពោលគឺថាមពលអេឡិចត្រុងត្រូវបានបំប្លែងទៅជាថាមពលនៃចលនាកម្ដៅ។ ដូច្នេះថាមពលនៃ quantum បញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេល luminescence នឹងមានតិចជាងថាមពលនៃ quantum ស្រូបយក។ ប្រវែងរលកនៃពន្លឺដែលបញ្ចេញត្រូវតែធំជាងប្រវែងរលកនៃពន្លឺដែលស្រូបចូល។ ប្រសិនបើយើងបង្កើតទម្រង់ខាងលើជាទម្រង់ទូទៅ យើងទទួលបាន ច្បាប់ ស្តូក : វិសាលគម luminescence ត្រូវ​បាន​ផ្លាស់​ប្តូ​រ​ទៅ​កាន់​រលក​វែង​ទាក់ទង​នឹង​វិសាលគម​នៃ​វិទ្យុសកម្ម​ដែល​ធ្វើ​ឱ្យ​មាន luminescence ។

មានសារធាតុ luminescent ពីរប្រភេទ។ នៅក្នុងខ្លះ ពន្លឺឈប់ភ្លាមៗបន្ទាប់ពីពន្លឺដ៏គួរឱ្យរំភើបត្រូវបានបិទ។ នេះ។ រយៈ​ពេល​ខ្លីពន្លឺត្រូវបានគេហៅថា fluorescence ។

នៅក្នុងសារធាតុនៃប្រភេទមួយផ្សេងទៀត បន្ទាប់ពីបិទពន្លឺដ៏គួរឱ្យរំភើប ពន្លឺនឹងរលត់ បន្តិចម្ដងៗ(យោងតាមច្បាប់អិចស្ប៉ូណង់ស្យែល)។ នេះ។ រយៈ​ពេល​វែងពន្លឺត្រូវបានគេហៅថា ផូស្វ័រ។ហេតុផលសម្រាប់ពន្លឺយូរគឺថាអាតូមឬម៉ូលេគុលនៃសារធាតុបែបនេះមាន កម្រិតដែលអាចរំលាយបាន។អាចរំលាយបាន។ កម្រិតថាមពលនេះត្រូវបានគេហៅថា ដែលអេឡិចត្រុងអាចនៅបានយូរជាងកម្រិតធម្មតា។ដូច្នេះរយៈពេលនៃ phosphorescence អាចជានាទីម៉ោងនិងសូម្បីតែថ្ងៃ។
4. ច្បាប់នៃការស្រូបពន្លឺ (ច្បាប់របស់ Bouguer)

នៅពេលដែលលំហូរវិទ្យុសកម្មឆ្លងកាត់សារធាតុមួយ វាបាត់បង់ផ្នែកមួយនៃថាមពលរបស់វា (ថាមពលដែលស្រូបចូលប្រែទៅជាកំដៅ)។ ច្បាប់នៃការស្រូបពន្លឺត្រូវបានគេហៅថា ច្បាប់របស់ Bouguer៖ Ф = Ф 0 ∙ អ៊ី – κ λ · អិល ,

ដែល Ф 0 គឺជាលំហូរឧប្បត្តិហេតុ Ф គឺជាលំហូរឆ្លងកាត់ស្រទាប់នៃសារធាតុដែលមានកម្រាស់ L ។ មេគុណ κ λ ត្រូវបានគេហៅថា ធម្មជាតិ អត្រាស្រូបយក (ទំហំរបស់វាអាស្រ័យលើប្រវែងរលក) . សម្រាប់ការគណនាជាក់ស្តែង ពួកគេចូលចិត្តប្រើលោការីតទសភាគជំនួសលោការីតធម្មជាតិ។ បន្ទាប់មកច្បាប់របស់ Bouguer មានទម្រង់៖ Ф = Ф 0 ∙ 10 – k λ ∙ អិល ,

កន្លែងដែល kλ - ទសភាគ អត្រាស្រូបយក។

ការបញ្ជូន ដាក់ឈ្មោះបរិមាណ

ដង់ស៊ីតេអុបទិក D - នេះគឺជាបរិមាណកំណត់ដោយសមភាព៖ . យើងអាចនិយាយបានតាមវិធីមួយទៀត៖ ដង់ស៊ីតេអុបទិក D គឺជាតម្លៃដែលមាននៅក្នុងនិទស្សន្តក្នុងរូបមន្តនៃច្បាប់ Bouguer៖ D = k λ ∙ L

សម្រាប់ដំណោះស្រាយនៃសារធាតុភាគច្រើន ដង់ស៊ីតេអុបទិកគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងកំហាប់នៃសារធាតុរំលាយ៖ឃ = χ λ ∙ គ∙ អិល ;

មេគុណ χ λត្រូវបានគេហៅថា អត្រាស្រូបយក molar(ប្រសិនបើការផ្តោតអារម្មណ៍ត្រូវបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុង moles) ឬ អត្រាស្រូបយកជាក់លាក់(ប្រសិនបើកំហាប់ត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញជាក្រាម) ។ ពីរូបមន្តចុងក្រោយយើងទទួលបាន៖ Ф = Ф 0 ∙10 - χ λ ∙ គ ∙ អិល(ច្បាប់ Bugera-Bera)

រូបមន្តទាំងនេះមានមូលដ្ឋានលើទូទៅបំផុតនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ព្យាបាល និងជីវគីមី វិធីសាស្រ្តកំណត់កំហាប់នៃសារធាតុរំលាយដោយការស្រូបពន្លឺ។

ប្រភេទនៃការបង្រៀនមានបញ្ហាជាមួយនឹងដំណោះស្រាយ

(នៅពេលអនាគត ដើម្បីសង្ខេប យើងនឹងសរសេរ "កិច្ចការបណ្តុះបណ្តាល" យ៉ាងសាមញ្ញ)

គោលបំណងសិក្សា #1

ឧបករណ៍កម្តៅអគ្គីសនី (វិទ្យុសកម្ម) បញ្ចេញកាំរស្មីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ 500 W ។ ផ្ទៃនៃវិទ្យុសកម្មគឺ 3300 cm2 ។ ស្វែងរកថាមពលដែលបញ្ចេញដោយវិទ្យុសកម្មក្នុងរយៈពេល 1 ម៉ោង និងពន្លឺដ៏ស្វាហាប់នៃវិទ្យុសកម្ម។

បានផ្តល់ឱ្យ៖ ស្វែងរក

Ф = 500 W W និង R

t = 1 ម៉ោង = 3600 s

S = 3300 សង់ទីម៉ែត្រ 2 = 0.33 ម 2

ដំណោះស្រាយ៖

លំហូរវិទ្យុសកម្ម Ф គឺជាថាមពលវិទ្យុសកម្ម ឬថាមពលដែលបញ្ចេញក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា៖ . ពី​ទីនេះ

W = F t = 500 W 3600 s = 18 10 5 J = 1800 kJ

គោលបំណង​នៃ​ការ​សិក្សា​ទី ២

តើរលកកម្ដៅនៃស្បែកមនុស្សមានកម្រិតអតិបរមា ( r λ = max )? សីតុណ្ហភាពស្បែកនៅលើផ្នែកដែលប៉ះពាល់នៃរាងកាយ (មុខ ដៃ) គឺប្រហែល 30 អង្សាសេ។

បានផ្តល់ឱ្យ៖ ស្វែងរក៖

Т = 30 о С = 303 К λ អតិបរមា

ដំណោះស្រាយ៖

យើងជំនួសទិន្នន័យទៅក្នុងរូបមន្ត Wien៖ ,

នោះគឺស្ទើរតែទាំងអស់វិទ្យុសកម្មស្ថិតនៅក្នុងជួរ IR នៃវិសាលគម។

គោលបំណងនៃការសិក្សាលេខ ៣

អេឡិចត្រុងស្ថិតនៅកម្រិតថាមពលដែលមានថាមពល 4.7.10 -19 J

នៅពេលដែល irradiated ជាមួយពន្លឺជាមួយនឹងរលកនៃ 600 nm វាបានផ្លាស់ប្តូរទៅកម្រិតថាមពលខ្ពស់ជាងនេះ។ ស្វែងរកថាមពលនៃកម្រិតនេះ។

ដំណោះស្រាយ៖

គោលបំណងនៃការសិក្សាលេខ ៤

អត្រាស្រូបយកទឹកទសសម្រាប់ពន្លឺព្រះអាទិត្យគឺ 0.09 m-1 ។ តើប្រភាគនៃវិទ្យុសកម្មនឹងឈានដល់ជម្រៅ L = 100 m?

បានផ្តល់ឱ្យ ស្វែងរក៖

k = 0.09 m – 1

ដំណោះស្រាយ៖

ចូរយើងសរសេរច្បាប់របស់ Bouguer៖ . ប្រភាគនៃវិទ្យុសកម្មឈានដល់ជម្រៅ L គឺជាក់ស្តែង។

នោះគឺមួយពាន់លាននៃពន្លឺព្រះអាទិត្យនឹងឈានដល់ជម្រៅ 100 ម៉ែត្រ។
គោលបំណងសិក្សា #5

ពន្លឺឆ្លងកាត់តាមលំដាប់លំដោយតាមរយៈតម្រងពីរ។ ទីមួយមានដង់ស៊ីតេអុបទិក D 1 = 0.6; ទីពីរមាន D 2 = 0.4 ។ តើភាគរយនៃលំហូរវិទ្យុសកម្មនឹងឆ្លងកាត់ប្រព័ន្ធនេះប៉ុន្មានភាគរយ?

ផ្តល់ឱ្យ៖ ស្វែងរក៖

D 1 = 0.6 (គិតជា %%)

ដំណោះស្រាយ៖

យើងចាប់ផ្តើមដំណោះស្រាយជាមួយគំនូរនៃប្រព័ន្ធនេះ។

SF-1 SF-2

រក Ф 1: Ф 1 = Ф 0 10 – D 1

ដូចគ្នានេះដែរលំហូរដែលឆ្លងកាត់តម្រងពន្លឺទីពីរគឺស្មើនឹង:

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

លទ្ធផលដែលទទួលបានមានសារៈសំខាន់ជាទូទៅ: ប្រសិនបើពន្លឺឆ្លងកាត់តាមប្រព័ន្ធនៃវត្ថុជាច្រើនដង់ស៊ីតេអុបទិកសរុបនឹងស្មើនឹងផលបូកនៃដង់ស៊ីតេអុបទិកនៃវត្ថុទាំងនេះ .

នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហារបស់យើង លំហូរនៃ F 2 = 100%∙10 – (0.6 + 0.4) = 100%∙10 – 1 = 10% នឹងឆ្លងកាត់ប្រព័ន្ធនៃតម្រងពន្លឺពីរ។

គោលបំណងសិក្សា #6

យោងតាមច្បាប់ Bouguer-Baer វាគឺអាចធ្វើទៅបានជាពិសេសដើម្បីកំណត់កំហាប់នៃ DNA ។ នៅក្នុងតំបន់ដែលអាចមើលឃើញ ដំណោះស្រាយនៃអាស៊ីត nucleic មានតម្លាភាព ប៉ុន្តែពួកវាស្រូបយកយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងផ្នែកកាំរស្មីយូវីនៃវិសាលគម។ ការស្រូបយកអតិបរមាគឺប្រហែល 260 nm ។ វាច្បាស់ណាស់ថាវាច្បាស់ណាស់នៅក្នុងតំបន់នៃវិសាលគមនេះដែលការស្រូបយកវិទ្យុសកម្មត្រូវតែត្រូវបានវាស់; ក្នុងករណីនេះ ភាពប្រែប្រួល និងភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងនឹងល្អបំផុត។

លក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហា៖ នៅពេលវាស់ការស្រូបកាំរស្មីយូវីដែលមានរលកពន្លឺ 260 nm ដោយដំណោះស្រាយ DNA លំហូរវិទ្យុសកម្មដែលបានបញ្ជូនត្រូវបានកាត់បន្ថយ 15% ។ ប្រវែងផ្លូវនៃធ្នឹមនៅក្នុង cuvette ជាមួយនឹងដំណោះស្រាយ “x” គឺ 2 សង់ទីម៉ែត្រ សន្ទស្សន៍ស្រូបយក molar (ទសភាគ) សម្រាប់ DNA នៅរលកប្រវែង 260 nm គឺ 1.3.10 5 mol – 1.cm 2 ស្វែងរកកំហាប់ DNA ក្នុង។ ដំណោះស្រាយ។

បានផ្តល់ឱ្យ៖

Ф 0 = 100%; F = 100% – 15% = 85% ស្វែងរក៖ជាមួយ DNA

x = 2 សង់ទីម៉ែត្រ; λ = 260 nm

χ 260 = 1.3.10 5 mol −1 .cm ២

ដំណោះស្រាយ៖

(យើង "ត្រឡប់" ប្រភាគដើម្បីកម្ចាត់និទស្សន្តអវិជ្ជមាន) ។ . ឥឡូវតោះលោការីត៖ , និង ; យើងជំនួស៖

0.07 និង C = 2.7.10 – 7 mol/cm3

យកចិត្តទុកដាក់ចំពោះភាពប្រែប្រួលខ្ពស់នៃវិធីសាស្ត្រ!

ភារកិច្ចសម្រាប់ដំណោះស្រាយឯករាជ្យ
នៅពេលដោះស្រាយបញ្ហា ចូរយកតម្លៃនៃថេរៈ

b = 2900 µm.K; σ = 5.7.10 – 8 W.K 4; h = 6.6.10 – 34 J.s; c = 3.10 8 m.s −1

1. តើអ្វីជាពន្លឺដ៏ស្វាហាប់នៃផ្ទៃនៃរាងកាយមនុស្ស ប្រសិនបើវិទ្យុសកម្មអតិបរមាកើតឡើងនៅចម្ងាយរលក 9.67 មីក្រូន? ស្បែកអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជារាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង។

2. អំពូលភ្លើងពីរមានការរចនាដូចគ្នាបេះបិទ លើកលែងតែមួយសរសៃធ្វើពីតង់ស្តែនសុទ្ធ (α = 0.3) ហើយមួយទៀតវាស្រោបដោយប្លាទីនខ្មៅ (α = 0.93)។ តើអំពូលមួយណាមានវិទ្យុសកម្មច្រើនជាង? ប៉ុន្មាន​ដង?

3. នៅក្នុងផ្នែកណាខ្លះនៃវិសាលគមធ្វើរលកចម្ងាយដែលត្រូវគ្នានឹងដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃពន្លឺថាមពលកុហកប្រសិនបើប្រភពនៃវិទ្យុសកម្មគឺ: ក) វង់នៃអំពូលអគ្គិសនី (T = 2,300 K); ខ) ផ្ទៃនៃព្រះអាទិត្យ (T = 5,800 K); គ) ផ្ទៃនៃដុំភ្លើងនៃការផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរនៅពេលសីតុណ្ហភាពរបស់វាគឺប្រហែល 30,000 K? ភាពខុសគ្នានៃលក្ខណៈសម្បត្តិនៃប្រភពវិទ្យុសកម្មទាំងនេះពី a.ch.t. ការធ្វេសប្រហែស។

4. តួលោហធាតុក្តៅក្រហម ផ្ទៃដែលមានទំហំ 2.10 - 3 ម 2 នៅសីតុណ្ហភាពផ្ទៃ 1000 K បញ្ចេញលំហូរនៃ 45.6 ។ ថ្ងៃអង្គារ តើមេគុណស្រូបយកផ្ទៃនៃរាងកាយនេះជាអ្វី?

5. អំពូលភ្លើងមានថាមពល 100 W ។ ផ្ទៃនៃ filament គឺ 0.5.10 - 4 m 2. សីតុណ្ហភាពនៃ filament គឺ 2,400 K. តើមេគុណស្រូបនៃផ្ទៃ filament គឺជាអ្វី?

6. នៅសីតុណ្ហភាពស្បែក 27 0 C, 0.454 W ត្រូវបានបញ្ចេញចេញពី 1 សង់ទីម៉ែត្រការ៉េនៃផ្ទៃរាងកាយ។ តើវាអាចទៅរួចទេ (ជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវមិនអាក្រក់ជាង 2%) ដើម្បីចាត់ទុកស្បែកថាជាស្បែកខ្មៅពិតប្រាកដ?

7. នៅក្នុងវិសាលគមនៃផ្កាយពណ៌ខៀវ ការបំភាយអតិបរមាត្រូវគ្នាទៅនឹងរលកពន្លឺ 0.3 មីក្រូ។ តើ​សីតុណ្ហភាព​ផ្ទៃ​ផ្កាយ​នេះ​មាន​សីតុណ្ហភាព​ប៉ុន្មាន?

8. តើថាមពលអ្វីដែលរាងកាយដែលមានផ្ទៃដី 4,000 សង់ទីម៉ែត្រ 2 បញ្ចេញពន្លឺក្នុងរយៈពេលមួយម៉ោង?

នៅសីតុណ្ហភាព 400 K ប្រសិនបើមេគុណស្រូបយករាងកាយគឺ 0.6?

9. ចាន (A) មានផ្ទៃក្រឡា 400 សង់ទីម៉ែត្រ 2 ; មេគុណស្រូបយករបស់វាគឺ 0.4 ។ ចានមួយទៀត (B) ដែលមានផ្ទៃដី 200 សង់ទីម៉ែត្រ 2 មានមេគុណស្រូបយក 0.2 ។ សីតុណ្ហភាពនៃចានគឺដូចគ្នា។ តើចានមួយណាបញ្ចេញថាមពលច្រើនជាង ហើយប៉ុន្មាន?

10 – 16. ការវិភាគវិសាលគមគុណភាព។ដោយផ្អែកលើវិសាលគមស្រូបនៃសមាសធាតុសរីរាង្គមួយ វិសាលគមនៃសារធាតុនោះ។

ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូប កំណត់ថាតើក្រុមមុខងារណាមួយជាផ្នែកនៃសារធាតុនេះ ប្រើទិន្នន័យតារាង៖

ក្រុម; ប្រភេទនៃការតភ្ជាប់	ប្រវែងរលកស្រូបយក, មីក្រូ	ក្រុម, ប្រភេទការតភ្ជាប់	ស្រូប ប្រវែងរលក, µm
- ហេ	2,66 – 2,98	- អិន ៤	7,0 – 7,4
- NH	2,94 – 3,0	-SH	7,76
CH	3,3	- CF	8,3
-N  ន	4,67	-NH ២	8,9
-C=N	5,94	- ទេ	12,3
-N=N	6,35	-SO 2	19,2
-CN ២	6,77	-C=O	23,9

10 - ក្រាហ្វ a); ១១ - ក្រាហ្វខ); 12 – ក្រាហ្វគ); 13 - ក្រាហ្វ ឃ);

14 - ក្រាហ្វ ឃ); 15 – ក្រាហ្វ f); ១៦ - ក្រាហ្វ g) ។

យកចិត្តទុកដាក់លើតម្លៃអ្វីនៅលើក្រាហ្វរបស់អ្នកត្រូវបានគូសនៅលើអ័ក្សបញ្ឈរ!

17. ពន្លឺឆ្លងកាត់តាមលំដាប់លំដោយតាមរយៈតម្រងពន្លឺពីរដែលមានមេគុណបញ្ជូននៃ 0.2 និង 0.5 ។ តើភាគរយនៃវិទ្យុសកម្មនឹងចេញពីប្រព័ន្ធបែបនេះ?

18. ពន្លឺឆ្លងកាត់តាមលំដាប់លំដោយតាមរយៈតម្រងពីរដែលមានដង់ស៊ីតេអុបទិក 0.7 និង 0.4 ។ តើភាគរយនៃវិទ្យុសកម្មនឹងឆ្លងកាត់ប្រព័ន្ធបែបនេះ?

19. ដើម្បីការពារប្រឆាំងនឹងកាំរស្មីពន្លឺនៃការផ្ទុះនុយក្លេអ៊ែរ អ្នកត្រូវការវ៉ែនតាដែលកាត់បន្ថយពន្លឺយ៉ាងហោចណាស់មួយលានដង។ កញ្ចក់ដែលពួកគេចង់ធ្វើវ៉ែនតាបែបនេះមានដង់ស៊ីតេអុបទិក 3 ដែលមានកម្រាស់ 1 ម.ម.

20 ដើម្បីការពារភ្នែកនៅពេលធ្វើការជាមួយឡាស៊ែរ វាតម្រូវឱ្យលំហូរវិទ្យុសកម្មមិនលើសពី 0.0001% នៃលំហូរដែលបង្កើតឡើងដោយឡាស៊ែរអាចចូលទៅក្នុងភ្នែកបាន។ តើវ៉ែនតាគួរមានដង់ស៊ីតេអុបទិកបែបណា ដើម្បីធានាសុវត្ថិភាព?

កិច្ចការទូទៅសម្រាប់បញ្ហា ២១–២៨ (ការវិភាគបរិមាណ)៖

តួលេខបង្ហាញពីវិសាលគមស្រូបនៃដំណោះស្រាយពណ៌នៃសារធាតុមួយចំនួន។ លើសពីនេះទៀតបញ្ហាបង្ហាញពីតម្លៃនៃ D (ដង់ស៊ីតេអុបទិកនៃដំណោះស្រាយនៅចម្ងាយរលកដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងការស្រូបយកពន្លឺអតិបរមា) និង X(កម្រាស់ cuvette) ។ ស្វែងរកកំហាប់នៃដំណោះស្រាយ។

យកចិត្តទុកដាក់លើឯកតាដែលអត្រាស្រូបយកត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញនៅលើក្រាហ្វរបស់អ្នក។

21. ក្រាប ក). ឃ = 0.8 x = 2 សង់ទីម៉ែត្រ

22. ក្រាប ខ). ឃ = 1.2 x = 1 សង់ទីម៉ែត្រ

... 23. ក្រាប គ). ឃ = 0.5 x = 4 សង់ទីម៉ែត្រ

24. ក្រាហ្វ ឃ) ។ ឃ = 0.25 x = 2 សង់ទីម៉ែត្រ

25 កាលវិភាគ ឃ) ។ ឃ = 0,4 x = 3 សង់ទីម៉ែត្រ

26. ក្រាប e) D = 0.9 x = 1 cm

27. ក្រាហ្វ g) ។ ឃ = 0.2 x = 2 សង់ទីម៉ែត្រ

§ 4 ពន្លឺថាមពល។ ច្បាប់ Stefan-Boltzmann ។

ច្បាប់ផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ Wien

រអ៊ី(ការបំភ្លឺថាមពលរួមបញ្ចូលគ្នា) - ពន្លឺថាមពលកំណត់បរិមាណថាមពលដែលបញ្ចេញចេញពីផ្ទៃឯកតាក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាលើជួរប្រេកង់ទាំងមូលពី 0 ទៅ ∞ នៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ T ។

ការតភ្ជាប់ ពន្លឺដ៏ស្វាហាប់ និងការសាយភាយ

[ R E ] = J/(m 2 s) = W/m 2

ច្បាប់របស់ J. Stefan (អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអូទ្រីស) និង L. Boltzmann (អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាល្លឺម៉ង់)

កន្លែងណា

σ = 5.67·10 -8 W/(m 2·K 4) ​​- Steph-on-Boltzmann ថេរ។

ពន្លឺដ៏ស្វាហាប់នៃរាងកាយខ្មៅគឺសមាមាត្រទៅនឹងថាមពលទីបួននៃសីតុណ្ហភាពទែរម៉ូឌីណាមិក។

ច្បាប់ Stefan-Boltzmann កំណត់ការពឹងផ្អែករអ៊ីនៅសីតុណ្ហភាពមិនផ្តល់ចម្លើយទាក់ទងនឹងសមាសភាពវិសាលគមនៃវិទ្យុសកម្មរាងកាយខ្មៅទេ។ ពីខ្សែកោងការពឹងផ្អែកពិសោធន៍rλ , ធ ពី λ នៅខុសគ្នា ធវាកើតឡើងថាការចែកចាយថាមពលនៅក្នុងវិសាលគមនៃរាងកាយខ្មៅពិតជាមិនស្មើគ្នា។ ខ្សែកោងទាំងអស់មានអតិបរមា ដែលជាមួយនឹងការកើនឡើង ធផ្លាស់ទីទៅចម្ងាយរលកខ្លីជាង។ តំបន់កំណត់ដោយខ្សែកោងអាស្រ័យrλ ,T ពី λ, គឺស្មើ រអ៊ី(នេះធ្វើតាមអត្ថន័យធរណីមាត្រនៃអាំងតេក្រាល) និងសមាមាត្រ ធ 4 .

ច្បាប់ផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ Wien (1864 - 1928): ប្រវែង រលក (λ អតិបរមា) ដែលរាប់បញ្ចូលការបំភាយអតិបរមានៃ a.ch.t. នៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ សមាមាត្រច្រាសទៅនឹងសីតុណ្ហភាព ធ.

ខ= 2.9·10 -3 m·K - ថេររបស់ Wien ។

ការផ្លាស់ប្តូរ Wien កើតឡើងដោយសារតែនៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ការបញ្ចេញឧស្ម័នអតិបរិមាបានផ្លាស់ប្តូរឆ្ពោះទៅរកប្រវែងរលកខ្លីជាង។

§ 5 រូបមន្ត Rayleigh-Jeans រូបមន្ត Wien និងគ្រោះមហន្តរាយអ៊ុលត្រាវីយូឡេ

ច្បាប់ Stefan-Boltzmann អនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់ពន្លឺដ៏ស្វាហាប់រអ៊ីa.ch.t. យោងទៅតាមសីតុណ្ហភាពរបស់វា។ ច្បាប់ផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ Wien ទាក់ទងនឹងសីតុណ្ហភាពរាងកាយទៅនឹងរលកពន្លឺដែលការបញ្ចេញឧស្ម័នអតិបរមាកើតឡើង។ ប៉ុន្តែច្បាប់មួយ ឬច្បាប់ផ្សេងទៀតមិនអាចដោះស្រាយបញ្ហាចម្បងនៃសមត្ថភាពបញ្ចេញវិទ្យុសកម្មដ៏អស្ចារ្យសម្រាប់ λ នីមួយៗនៅក្នុងវិសាលគមនៃ a.ch.t. នៅសីតុណ្ហភាពមួយ។ ធ. ដើម្បីធ្វើដូចនេះអ្នកត្រូវបង្កើតការពឹងផ្អែកមុខងារrλ ,T ពី λ និង ធ.

ដោយផ្អែកលើគំនិតនៃធម្មជាតិបន្តនៃការបំភាយនៃរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៅក្នុងច្បាប់នៃការចែកចាយឯកសណ្ឋាននៃថាមពលលើដឺក្រេនៃសេរីភាព រូបមន្តពីរត្រូវបានទទួលសម្រាប់ការបំភាយនៃ AC:

• រូបមន្តស្រា

កន្លែងណា ក ខ = const.

• រូបមន្ត Rayleigh-Jeans

k =1.38 · 10 -23 J/K - ថេររបស់ Boltzmann ។

ការធ្វើតេស្តសាកល្បងបានបង្ហាញថាសម្រាប់សីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ រូបមន្តរបស់ Wien គឺត្រឹមត្រូវសម្រាប់រលកខ្លី និងផ្តល់នូវភាពខុសគ្នាយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងការពិសោធន៍នៅក្នុងតំបន់នៃរលកវែង។ រូបមន្ត Rayleigh-Jeans បានក្លាយជាការពិតសម្រាប់រលកវែង និងមិនអាចអនុវត្តបានសម្រាប់ខ្លីៗ។

ការសិក្សាអំពីវិទ្យុសកម្មកម្ដៅដោយប្រើរូបមន្ត Rayleigh-Jeans បានបង្ហាញថា ក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃរូបវិទ្យាបុរាណ វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការដោះស្រាយសំណួរនៃមុខងារកំណត់លក្ខណៈនៃការបញ្ចេញឧស្ម័ន AC ។ ការប៉ុនប៉ងមិនជោគជ័យនេះដើម្បីពន្យល់ពីច្បាប់នៃវិទ្យុសកម្មនៃ a.ch.t. ដោយប្រើឧបករណ៍នៃរូបវិទ្យាបុរាណ វាត្រូវបានគេហៅថា "មហន្តរាយអ៊ុលត្រាវីយូឡេ" ។

ប្រសិនបើអ្នកព្យាយាមគណនារអ៊ីដោយប្រើរូបមន្ត Rayleigh-Jeans បន្ទាប់មក

• “ គ្រោះមហន្តរាយអ៊ុលត្រាវីយូឡេ”

§6 សម្មតិកម្ម Quantum និងរូបមន្តរបស់ Planck ។

នៅឆ្នាំ 1900 លោក M. Planck (អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រអាឡឺម៉ង់) បានដាក់ចេញនូវសម្មតិកម្មមួយ យោងទៅតាមការបំភាយ និងការស្រូបយកថាមពលមិនកើតឡើងជាបន្តបន្ទាប់ ប៉ុន្តែនៅក្នុងផ្នែកតូចៗមួយចំនួន - quanta ហើយថាមពលនៃ quantum គឺសមាមាត្រទៅនឹងភាពញឹកញាប់នៃលំយោល។ (រូបមន្តរបស់ Planck)៖

h = 6.625·10 -34 J·s - ថេររបស់ Planck ឬ

កន្លែងណា

ចាប់តាំងពីវិទ្យុសកម្មកើតឡើងជាផ្នែកៗ ថាមពលនៃលំយោល (អាតូមលំយោល អេឡិចត្រុង) E យកតែតម្លៃដែលជាគុណនៃចំនួនគត់នៃផ្នែកបឋមនៃថាមពល ពោលគឺមានតែតម្លៃដាច់ពីគ្នាប៉ុណ្ណោះ។

អ៊ី = នអ៊ី o = នhν .

ឥទ្ធិពល​រូបថត​អគ្គិសនី

ឥទ្ធិពលនៃពន្លឺលើដំណើរនៃដំណើរការអគ្គិសនីត្រូវបានសិក្សាដំបូងដោយ Hertz ក្នុងឆ្នាំ 1887 ។ គាត់បានធ្វើការពិសោធន៍ជាមួយនឹងឧបករណ៍ឆក់អគ្គិសនី ហើយបានរកឃើញថានៅពេលដែល irradiated ជាមួយកាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេ ការឆក់កើតឡើងនៅតង់ស្យុងទាបជាងយ៉ាងខ្លាំង។

នៅឆ្នាំ 1889-1895 ។ A.G. Stoletov បានសិក្សាពីឥទ្ធិពលនៃពន្លឺលើលោហៈដោយប្រើគ្រោងការណ៍ខាងក្រោម។ អេឡិចត្រូតពីរ៖ cathode K ធ្វើពីលោហៈដែលកំពុងសិក្សានិង anode A (នៅក្នុងគ្រោងការណ៍របស់ Stoletov - សំណាញ់ដែកដែលបញ្ជូនពន្លឺ) នៅក្នុងបំពង់ខ្វះចន្លោះត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងថ្មដូច្នេះដោយមានជំនួយពីការតស៊ូ។ រអ្នកអាចផ្លាស់ប្តូរតម្លៃនិងសញ្ញានៃវ៉ុលដែលបានអនុវត្តចំពោះពួកគេ។ នៅពេលដែលស័ង្កសី cathode ត្រូវបាន irradiated ចរន្តមួយបានហូរនៅក្នុងសៀគ្វីដែលបានកត់ត្រាដោយ milliammeter ។ ដោយការបំភាយ cathode ជាមួយនឹងពន្លឺនៃរលកចម្ងាយផ្សេងៗ Stoletov បានបង្កើតគោលការណ៍ជាមូលដ្ឋានដូចខាងក្រោមៈ

• កាំរស្មីអ៊ុលត្រាវីយូឡេមានឥទ្ធិពលខ្លាំងបំផុត;
• នៅពេលដែលប៉ះពាល់នឹងពន្លឺ, បន្ទុកអវិជ្ជមានត្រូវបានបញ្ចេញចេញពី cathode;
• កម្លាំងនៃចរន្តដែលបង្កើតដោយពន្លឺគឺសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងអាំងតង់ស៊ីតេរបស់វា។

Lenard និង Thomson ក្នុងឆ្នាំ 1898 បានវាស់បន្ទុកជាក់លាក់ ( អ៊ី/ ម) ភាគល្អិតត្រូវបានហែកចេញ ហើយវាបានប្រែក្លាយថាវាស្មើនឹងបន្ទុកជាក់លាក់នៃអេឡិចត្រុង ដូច្នេះអេឡិចត្រុងត្រូវបានច្រានចេញពី cathode ។

§ 2 ឥទ្ធិពល photoelectric ខាងក្រៅ។ ច្បាប់បីនៃឥទ្ធិពល photoelectric ខាងក្រៅ

ឥទ្ធិពល photoelectric ខាងក្រៅគឺជាការបំភាយអេឡិចត្រុងដោយសារធាតុដែលស្ថិតនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃពន្លឺ។ អេឡិចត្រុងដែលបញ្ចេញចេញពីសារធាតុមួយកំឡុងពេលឥទ្ធិពល photoelectric ខាងក្រៅត្រូវបានគេហៅថា photoelectrons ហើយចរន្តដែលពួកវាបង្កើតត្រូវបានគេហៅថា photocurrent ។

ដោយប្រើគ្រោងការណ៍របស់ Stoletov ការពឹងផ្អែកខាងក្រោមនៃ photocurrent នៅលើបានអនុវត្តវ៉ុលនៅលំហូរពន្លឺថេរ ច(នោះគឺលក្ខណៈវ៉ុលបច្ចុប្បន្នត្រូវបានទទួល)៖

នៅតង់ស្យុងខ្លះយូនphotocurrent ឈានដល់ការឆ្អែតខ្ញុំន - អេឡិចត្រុងទាំងអស់ដែលបញ្ចេញដោយ cathode ឈានដល់ anode ដូច្នេះចរន្តឆ្អែតខ្ញុំន កំណត់ដោយចំនួនអេឡិចត្រុងដែលបញ្ចេញដោយ cathode ក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាក្រោមឥទ្ធិពលនៃពន្លឺ។ ចំនួននៃ photoelectrons ដែលបញ្ចេញគឺសមាមាត្រទៅនឹងចំនួននៃឧប្បត្តិហេតុ quanta ពន្លឺនៅលើផ្ទៃ cathode ។ ហើយចំនួននៃពន្លឺ quanta ត្រូវបានកំណត់ដោយលំហូរពន្លឺ ចឧប្បត្តិហេតុនៅលើ cathode ។ ចំនួនហ្វូតូនន, ធ្លាក់ចុះតាមពេលវេលាt ទៅលើផ្ទៃត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត៖

កន្លែងណា វ- ថាមពលវិទ្យុសកម្មទទួលបានដោយផ្ទៃក្នុងអំឡុងពេលΔt,

ថាមពល Photon,

F អ៊ី -លំហូរពន្លឺ (ថាមពលវិទ្យុសកម្ម) ។

ច្បាប់ទី 1 នៃឥទ្ធិពល photoelectric ខាងក្រៅ (ច្បាប់របស់ Stoletov)៖

នៅប្រេកង់ថេរនៃពន្លឺឧបទ្ទវហេតុ ចរន្តឆ្អែតឆ្អែតគឺសមាមាត្រទៅនឹងលំហូរពន្លឺឧប្បត្តិហេតុ៖

ខ្ញុំពួកយើង~ Ф, ν =const

យូh - កាន់វ៉ុល- វ៉ុលដែលមិនមានអេឡិចត្រុងតែមួយអាចទៅដល់ anode ។ ដូច្នេះច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលក្នុងករណីនេះអាចត្រូវបានសរសេរ: ថាមពលនៃអេឡិចត្រុងដែលបញ្ចេញគឺស្មើនឹងថាមពលបញ្ឈប់នៃវាលអគ្គិសនី។

ដូច្នេះ យើងអាចរកឃើញល្បឿនអតិបរមានៃ photoelectrons ដែលបញ្ចេញV អតិបរមា

ច្បាប់ទី 2 នៃឥទ្ធិពល photoelectric ៖ ល្បឿនដំបូងអតិបរមាV អតិបរមារូបថតអេឡិចត្រុងមិនអាស្រ័យលើអាំងតង់ស៊ីតេនៃពន្លឺឧប្បត្តិហេតុទេ (ពី ច) ហើយត្រូវបានកំណត់ដោយប្រេកង់របស់វា ν ប៉ុណ្ណោះ។

ច្បាប់ទី 3 នៃឥទ្ធិពល photoelectric ៖ សម្រាប់សារធាតុនីមួយៗមាន បែបផែនរូបថត "ព្រំដែនក្រហម"នោះគឺ ប្រេកង់អប្បបរមា ν kp អាស្រ័យលើលក្ខណៈគីមីនៃសារធាតុ និងស្ថានភាពនៃផ្ទៃរបស់វា ដែលឥទ្ធិពល photoelectric ខាងក្រៅនៅតែអាចធ្វើទៅបាន។

ច្បាប់ទីពីរ និងទីបីនៃឥទ្ធិពល photoelectric មិនអាចពន្យល់បានដោយប្រើធម្មជាតិរលកនៃពន្លឺ (ឬទ្រឹស្តីអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកបុរាណនៃពន្លឺ)។ យោងតាមទ្រឹស្ដីនេះ ការច្រានចេញនៃចរន្តអេឡិចត្រុងចេញពីលោហៈ គឺជាលទ្ធផលនៃ "ការយោល" របស់ពួកគេដោយវាលអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចនៃរលកពន្លឺ។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃពន្លឺ ( ច) ថាមពលដែលបានផ្ទេរដោយអេឡិចត្រុងនៃលោហៈត្រូវតែកើនឡើងដូច្នេះវាត្រូវតែកើនឡើងV អតិបរមាហើយនេះផ្ទុយនឹងច្បាប់ទី 2 នៃឥទ្ធិពល photoelectric ។

ចាប់តាំងពីយោងទៅតាមទ្រឹស្តីរលក ថាមពលដែលបញ្ជូនដោយវាលអេឡិចត្រូគឺសមាមាត្រទៅនឹងអាំងតង់ស៊ីតេនៃពន្លឺ ( ច) បន្ទាប់មកពន្លឺណាមួយ; ប្រេកង់ ប៉ុន្តែជាមួយនឹងអាំងតង់ស៊ីតេខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ វានឹងត្រូវទាញអេឡិចត្រុងចេញពីលោហៈ ពោលគឺដែនកំណត់ក្រហមនៃឥទ្ធិពល photoelectric នឹងមិនមានទេ ដែលផ្ទុយនឹងច្បាប់ទី 3 នៃឥទ្ធិពល photoelectric ។ ឥទ្ធិពល photoelectric ខាងក្រៅគឺ inertialess ។ ប៉ុន្តែទ្រឹស្ដីរលកមិនអាចពន្យល់ពីភាពអសកម្មរបស់វាបានទេ។

§ 3 សមីការរបស់ Einstein សម្រាប់ឥទ្ធិពល photoelectric ខាងក្រៅ។

មុខងារការងារ

នៅឆ្នាំ 1905 A. Einstein បានពន្យល់ពីឥទ្ធិពល photoelectric ដោយផ្អែកលើគោលគំនិត quantum ។ យោងតាមលោក Einstein ពន្លឺមិនត្រឹមតែត្រូវបានបញ្ចេញដោយ quanta ស្របតាមសម្មតិកម្មរបស់ Planck ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែវារីករាលដាលនៅក្នុងលំហ ហើយត្រូវបានស្រូបយកដោយរូបធាតុនៅក្នុងផ្នែកដាច់ដោយឡែកពីគ្នា - quanta ជាមួយនឹងថាមពល។ អ៊ី 0 = hv. បរិមាណនៃវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចត្រូវបានគេហៅថា ហ្វូតុន.

សមីការរបស់អែងស្តែង (ច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពលសម្រាប់ឥទ្ធិពលរូបថតខាងក្រៅ)៖

ឧប្បត្តិហេតុនៃថាមពល photon hvត្រូវបានចំណាយលើការច្រានអេឡិចត្រុងចេញពីលោហៈ ពោលគឺទៅលើមុខងារការងារ ហើយចេញនិងដើម្បីទំនាក់ទំនងថាមពល kinetic ទៅនឹង photoelectron ដែលបញ្ចេញ។

ថាមពលអប្បរមាដែលត្រូវតែបញ្ចូនទៅអេឡិចត្រុង ដើម្បីយកវាចេញពីវត្ថុរឹងចូលទៅក្នុងកន្លែងទំនេរត្រូវបានគេហៅថា មុខងារការងារ.

ចាប់តាំងពីថាមពល Ferm ទៅ អ៊ី ចអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពនិង អ៊ី ចការផ្លាស់ប្តូរផងដែរជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព, បន្ទាប់មក, ជាលទ្ធផល, ហើយចេញអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព។

លើសពីនេះទៀតមុខងារការងារមានភាពរសើបខ្លាំងចំពោះភាពស្អាតនៃផ្ទៃ។ អនុវត្តខ្សែភាពយន្តទៅលើផ្ទៃ ( Ca, សជី, វ៉ា) លើ វហើយចេញថយចុះពី 4.5 eV សម្រាប់សុទ្ធវរហូតដល់ 1.5 ÷ 2 eV សម្រាប់ភាពមិនបរិសុទ្ធវ.

សមីការរបស់អែងស្តែងអនុញ្ញាតឱ្យយើងពន្យល់គ e ច្បាប់បីនៃ photoeffect ខាងក្រៅ,

ច្បាប់ទី 1: បរិមាណនីមួយៗត្រូវបានស្រូបយកដោយអេឡិចត្រុងតែមួយ។ ដូច្នេះចំនួននៃ photoelectrons ដែលត្រូវបានច្រានចេញគួរតែសមាមាត្រទៅនឹងអាំងតង់ស៊ីតេ ( ច) ស្វេតា

ច្បាប់ទី ២៖ V អតិបរមា~ ν ។ល។ ហើយចេញមិនអាស្រ័យលើ ចបន្ទាប់មកV អតិបរមា មិនអាស្រ័យលើ ច

ច្បាប់ទី ៣៖ នៅពេលដែល ν ថយចុះ វាថយចុះV អតិបរមា និងសម្រាប់ ν = ν 0 V អតិបរមា = 0 ដូច្នេះhν 0 = ហើយចេញដូច្នេះ, i.e. មានប្រេកង់អប្បបរមាដែលឥទ្ធិពល photoelectric ខាងក្រៅអាចធ្វើទៅបាន។

វិទ្យុសកម្មកំដៅនៃសាកសព គឺជាវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញេទិកដែលកើតចេញពីផ្នែកនោះនៃថាមពលខាងក្នុងនៃរាងកាយ, ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងចលនាកម្ដៅនៃភាគល្អិតរបស់វា។

លក្ខណៈសំខាន់នៃវិទ្យុសកម្មកំដៅនៃសាកសពកំដៅទៅសីតុណ្ហភាពមួយ។ ធគឺ៖

1. ថាមពល ពន្លឺរ (ធ ) -បរិមាណថាមពលដែលបានបញ្ចេញក្នុងមួយឯកតាពេលពីផ្ទៃឯកតានៃរាងកាយ លើជួររលកទាំងមូល។អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព ធម្មជាតិ និងស្ថានភាពនៃផ្ទៃនៃរាងកាយវិទ្យុសកម្ម។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធ SI រ ( ធ ) មានវិមាត្រ [W/m2] ។

2. ដង់ស៊ីតេពន្លឺនៃពន្លឺដ៏ស្វាហាប់r (  , ធ) =dW/ ឃ - បរិមាណថាមពលដែលបញ្ចេញដោយផ្ទៃឯកតានៃរាងកាយក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាក្នុងចន្លោះពេលរលកឯកតា (នៅជិតប្រវែងរលកក្នុងសំណួរ ). ទាំងនោះ។ បរិមាណនេះគឺស្មើនឹងសមាមាត្រថាមពល dW, បញ្ចេញចេញពីតំបន់ឯកតាក្នុងមួយឯកតាពេលវេលាក្នុងជួរតូចចង្អៀតនៃប្រវែងរលកពី  មុន  + ឃ ដល់ទទឹងនៃចន្លោះពេលនេះ។ វាអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពរាងកាយ ប្រវែងរលក និងលើធម្មជាតិ និងស្ថានភាពនៃផ្ទៃនៃរាងកាយដែលបញ្ចេញ។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធ SI r( , ធ) មានវិមាត្រ [W/m 3] ។

ពន្លឺដ៏ស្វាហាប់ រ(ធ) ទាក់ទងទៅនឹងដង់ស៊ីតេនៃពន្លឺដ៏ស្វាហាប់ r( , ធ) តាមវិធីដូចខាងក្រោមៈ

(1) [W/m2]

3. រាងកាយទាំងអស់មិនត្រឹមតែបញ្ចេញទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងស្រូបរលកអេឡិចត្រូម៉ាញេទិចនៅលើផ្ទៃរបស់វា។ ដើម្បី​កំណត់​សមត្ថភាព​ស្រូប​យក​របស់​សាកសព​ទាក់ទង​នឹង​រលក​អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច​នៃ​ប្រវែង​រលក​ជាក់លាក់​ គំនិត​ត្រូវ​បាន​ណែនាំ។ មេគុណស្រូបយក monochromatic-សមាមាត្រនៃទំហំនៃថាមពលនៃរលក monochromatic ដែលស្រូបយកដោយផ្ទៃនៃរាងកាយទៅនឹងទំហំនៃថាមពលនៃរលក monochromatic ឧប្បត្តិហេតុ:

មេគុណស្រូបយក monochromatic គឺជាបរិមាណគ្មានវិមាត្រដែលអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាពនិងរលក។ វាបង្ហាញពីអ្វីដែលប្រភាគនៃថាមពលនៃរលក monochromatic ឧប្បត្តិហេតុត្រូវបានស្រូបយកដោយផ្ទៃនៃរាងកាយ។ តម្លៃ  ( , ធ) អាចយកតម្លៃពី 0 ទៅ 1 ។

វិទ្យុសកម្មនៅក្នុងប្រព័ន្ធបិទ adiabatically (មិនផ្លាស់ប្តូរកំដៅជាមួយបរិយាកាសខាងក្រៅ) ត្រូវបានគេហៅថាលំនឹង. ប្រសិនបើអ្នកបង្កើតរន្ធតូចមួយនៅក្នុងជញ្ជាំងនៃបែហោងធ្មែញនោះស្ថានភាពលំនឹងនឹងផ្លាស់ប្តូរបន្តិចហើយវិទ្យុសកម្មដែលចេញពីបែហោងធ្មែញនឹងឆ្លើយតបទៅនឹងវិទ្យុសកម្មលំនឹង។

ប្រសិនបើធ្នឹមមួយត្រូវបានតម្រង់ចូលទៅក្នុងប្រហោងបែបនេះ នោះបន្ទាប់ពីការឆ្លុះបញ្ចាំងម្តងហើយម្តងទៀត និងការស្រូបយកនៅលើជញ្ជាំងនៃបែហោងធ្មែញ វានឹងមិនអាចត្រលប់មកវិញបានទេ។ នេះមានន័យថាសម្រាប់រន្ធបែបនេះ មេគុណស្រូបយក ( , ធ) = 1.

បែហោងធ្មែញបិទជិតដែលមានរន្ធតូចមួយបម្រើជាគំរូមួយក្នុងចំណោមគំរូ រាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង។

រាងកាយខ្មៅទាំងស្រុងគឺជារាងកាយដែលស្រូបយកឧប្បត្តិហេតុវិទ្យុសកម្មទាំងអស់នៅលើវា ដោយមិនគិតពីទិសដៅនៃវិទ្យុសកម្មឧប្បត្តិហេតុ សមាសភាពវិសាលគម និងបន្ទាត់រាងប៉ូលរបស់វា (ដោយមិនឆ្លុះបញ្ចាំង ឬបញ្ជូនអ្វីទាំងអស់)។

សម្រាប់រាងកាយពណ៌ខ្មៅទាំងស្រុង ដង់ស៊ីតេពន្លឺនៃវិសាលគម គឺជាមុខងារសកលមួយចំនួននៃប្រវែងរលក និងសីតុណ្ហភាព។ f( , ធ) និងមិនអាស្រ័យលើធម្មជាតិរបស់វា។

សាកសពទាំងអស់នៅក្នុងធម្មជាតិឆ្លុះបញ្ចាំងផ្នែកខ្លះនៃឧប្បត្តិហេតុវិទ្យុសកម្មនៅលើផ្ទៃរបស់វាហើយដូច្នេះមិនត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាសាកសពខ្មៅដាច់ខាត។ ប្រសិនបើមេគុណស្រូបយក monochromatic នៃរាងកាយគឺដូចគ្នាសម្រាប់ ប្រវែងរលកទាំងអស់ និងតិចជាងឯកតា(( , ធ) = Т = const<1),បន្ទាប់មករាងកាយបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា ប្រផេះ. មេគុណស្រូបយក monochromatic នៃរាងកាយពណ៌ប្រផេះអាស្រ័យតែលើសីតុណ្ហភាពនៃរាងកាយ ធម្មជាតិ និងស្ថានភាពនៃផ្ទៃរបស់វា។

Kirchhoff បានបង្ហាញថាសម្រាប់រាងកាយទាំងអស់ដោយមិនគិតពីធម្មជាតិរបស់វាសមាមាត្រនៃដង់ស៊ីតេនៃពន្លឺនៃថាមពលទៅនឹងមេគុណស្រូបយក monochromatic គឺជាមុខងារសកលដូចគ្នានៃរលកនិងសីតុណ្ហភាព។ f( , ធ) ដូចគ្នាទៅនឹងដង់ស៊ីតេនៃពន្លឺថាមពលនៃតួខ្មៅទាំងស្រុង :

សមីការ (3) តំណាងឱ្យច្បាប់របស់ Kirchhoff ។

ច្បាប់របស់ Kirchhoffអាចត្រូវបានបង្កើតតាមវិធីនេះ៖ សម្រាប់តួទាំងអស់នៃប្រព័ន្ធដែលមានលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិក សមាមាត្រនៃដង់ស៊ីតេនៃពន្លឺនៃថាមពលទៅនឹងមេគុណ ការស្រូបយក monochromatic មិនអាស្រ័យលើធម្មជាតិនៃរាងកាយ, គឺជាមុខងារដូចគ្នាសម្រាប់រាងកាយទាំងអស់, អាស្រ័យលើប្រវែងរលក។ និងសីតុណ្ហភាព T ។

ពីខាងលើ និងរូបមន្ត (3) វាច្បាស់ណាស់ថានៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ សាកសពពណ៌ប្រផេះដែលមានមេគុណស្រូបយកធំបញ្ចេញកាន់តែខ្លាំង ហើយសាកសពខ្មៅពិតជាបញ្ចេញខ្លាំងបំផុត។ ចាប់តាំងពីសម្រាប់រាងកាយខ្មៅទាំងស្រុង(  , ធ)=1 បន្ទាប់មកពីរូបមន្ត (3) វាធ្វើតាមមុខងារសកល f( , ធ) តំណាងឱ្យដង់ស៊ីតេពន្លឺនៃពន្លឺនៃតួខ្មៅ

ឧទាហរណ៍នៃការដោះស្រាយបញ្ហា។ ឧទាហរណ៍ 1. ដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃពន្លឺថាមពលព្រះអាទិត្យកើតឡើងនៅរលកពន្លឺ = 0.48 មីក្រូ

ឧទាហរណ៍ ១.ដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃពន្លឺថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យកើតឡើងនៅរលកពន្លឺ = 0.48 មីក្រូ។ ដោយសន្មត់ថាព្រះអាទិត្យបញ្ចេញជាតួខ្មៅ កំណត់៖ 1) សីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃរបស់វា; 2) ថាមពលដែលបញ្ចេញដោយផ្ទៃរបស់វា។

យោងតាមច្បាប់ផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ Wien សីតុណ្ហភាពដែលចង់បាននៃផ្ទៃព្រះអាទិត្យគឺ៖

ដែល b = ជាថេររបស់ Wien ។

ថាមពលបញ្ចេញដោយផ្ទៃព្រះអាទិត្យ៖

កន្លែងដែលពន្លឺដ៏ស្វាហាប់នៃរាងកាយខ្មៅ (ព្រះអាទិត្យ) គឺជាផ្ទៃនៃព្រះអាទិត្យគឺជាកាំនៃព្រះអាទិត្យ។

យោងតាមច្បាប់ Stefan-Boltzmann៖

ដែល = W/ គឺជាថេរ Stefan-Boltzmann ។

ចូរជំនួសកន្សោមដែលបានសរសេរទៅជារូបមន្ត (2) ហើយស្វែងរកថាមពលដែលត្រូវការដែលបញ្ចេញដោយផ្ទៃព្រះអាទិត្យ៖

ការគណនាយើងទទួលបាន: T = 6.04 kK; P=W

ឧទាហរណ៍ ២.កំណត់ប្រវែងរលក ម៉ាស់ និងសន្ទុះនៃហ្វូតុងដែលមានថាមពល = 1 MeV ។

ថាមពល​ហ្វូតូន​គឺ​ទាក់ទង​នឹង​រលក​ពន្លឺ​ដោយ​ទំនាក់ទំនង៖ ,

ដែល h គឺជាថេររបស់ Planck, c គឺជាល្បឿននៃពន្លឺនៅក្នុងកន្លែងទំនេរ។ ពី​ទីនេះ។

ការជំនួសតម្លៃលេខយើងទទួលបាន: m ។

ចូរ​កំណត់​ម៉ាស់​ហ្វូតុន​ដោយ​ប្រើ​រូបមន្ត​របស់​អែងស្តែង។ ម៉ាស់ Photon = គីឡូក្រាម

សន្ទុះ Photon = គីឡូក្រាម m/s ។

ឧទាហរណ៍ ៣.សូដ្យូម cathode នៃ photocell ទំនេរត្រូវបានបំភ្លឺដោយពន្លឺ monochromatic ជាមួយនឹងរលកប្រវែង 40 nm ។ កំណត់វ៉ុលពន្យាពេលដែល photocurrent ឈប់។ "ដែនកំណត់ក្រហម" នៃឥទ្ធិពល photoelectric សម្រាប់សូដ្យូម = 584 nm ។

វាលអគ្គីសនីដែលរារាំងចលនារបស់អេឡិចត្រុងពី cathode ទៅ anode ត្រូវបានគេហៅថាបញ្ច្រាស។ វ៉ុលដែល photocurrent ឈប់ទាំងស្រុងត្រូវបានគេហៅថា retardation voltage ។ ជាមួយនឹងវ៉ុលពន្យារបែបនេះ គ្មានអេឡិចត្រុងណាមួយ សូម្បីតែអ្នកដែលមានល្បឿនអតិបរមានៅពេលចាកចេញពី cathode មិនអាចយកឈ្នះលើវាលពន្យារ និងឈានដល់ anode បានទេ។ ក្នុងករណីនេះ ថាមពល kinetic ដំបូងនៃ photoelectrons () បំប្លែងទៅជាថាមពលសក្តានុពល ( ដែល e = C គឺជាបន្ទុកបឋម និងជាតង់ស្យុងទាបបំផុត)។ យោងតាមច្បាប់នៃការអភិរក្សថាមពល

យើងរកឃើញថាមពល kinetic នៃអេឡិចត្រុង ដោយប្រើសមីការរបស់ Einstein សម្រាប់ឥទ្ធិពល photoelectric ខាងក្រៅ៖

ពីទីនេះ (3)

មុខងារការងារអេឡិចត្រុង A in ត្រូវបានកំណត់ដោយព្រំដែនក្រហមនៃឥទ្ធិពល photoelectric៖

ការជំនួសកន្សោម (៤) ទៅជាសមីការ (៣) យើងទទួលបាន៖

បន្ទាប់មកពីសមីការ (1) ។

ការគណនាយើងទទួលបាន V.

ឧទាហរណ៍ 4 ។ថាមពល kinetic នៃប្រូតុងគឺតិចជាងថាមពលដែលនៅសល់ 4 ដង។ គណនាប្រវែងរលក de Broglie សម្រាប់ប្រូតុង។

ប្រវែងរលក de Broglie ត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត៖ , (1)

ដែល h គឺជាថេររបស់ Planck និងជាសន្ទុះនៃភាគល្អិត។

យោងតាមលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហា ថាមពល kinetic នៃប្រូតុងគឺអាចប្រៀបធៀបបានក្នុងទំហំទៅនឹងថាមពលដែលនៅសល់របស់វា E 0 ។ អាស្រ័យហេតុនេះ សន្ទុះ និងថាមពល kinetic ត្រូវបានទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកដោយទំនាក់ទំនងពឹងផ្អែក៖

ដែល c គឺជាល្បឿននៃពន្លឺនៅក្នុងកន្លែងទំនេរ។

ដោយប្រើលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហា យើងទទួលបាន៖ . ការជំនួសកន្សោមលទ្ធផលទៅជារូបមន្ត (1) យើងរកឃើញប្រវែងរលក de Broglie៖

យើងនឹងរកឃើញថាមពលដែលនៅសល់របស់អេឡិចត្រុងដោយប្រើរូបមន្តរបស់អែងស្តែង ដែល m 0 គឺជាម៉ាស់ដែលនៅសល់នៃអេឡិចត្រុង c គឺជាល្បឿននៃពន្លឺក្នុងភាពទំនេរ។

ការជំនួសតម្លៃលេខយើងទទួលបាន: m ។

ឧទាហរណ៍ 5 ។ធ្នឹមអេឡិចត្រុងត្រូវបានបង្កើនល្បឿននៅក្នុងបំពង់កាំរស្មី cathode ដោយភាពខុសគ្នាសក្តានុពល U = 0.5 kV ។ ដោយសន្មតថាភាពមិនច្បាស់លាស់នៃសន្ទុះអេឡិចត្រុងគឺ 0.1% នៃតម្លៃលេខរបស់វា កំណត់ភាពមិនច្បាស់លាស់នៃកូអរដោនេអេឡិចត្រុង។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ តើអេឡិចត្រុងជាភាគល្អិត quantum ឬបុរាណ?

ក្នុងទិសដៅនៃចលនារបស់ធ្នឹមអេឡិចត្រុង (អ័ក្ស X) ទំនាក់ទំនងមិនច្បាស់លាស់មានទម្រង់៖

តើភាពមិនប្រាកដប្រជានៃកូអរដោនេអេឡិចត្រុងនៅឯណា? - ភាពមិនប្រាកដប្រជានៃកម្លាំងរបស់វា; - ថេររបស់ Planck ។

ដោយឆ្លងកាត់ភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពល អេឡិចត្រុងទទួលបានថាមពល kinetic ស្មើនឹងការងារដែលធ្វើដោយកម្លាំងវាលអគ្គិសនី៖

ការគណនាផ្តល់ឱ្យតម្លៃ E k = 500 eV ដែលតិចជាងថាមពលដែលនៅសល់របស់អេឡិចត្រុង (E 0 = 0.51 MeV) ។ អាស្រ័យហេតុនេះ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ អេឡិចត្រុងគឺជាភាគល្អិតមិនទាក់ទងគ្នាជាមួយនឹងសន្ទុះទាក់ទងនឹងថាមពល kinetic តាមរូបមន្ត។

យោងតាមលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហាភាពមិនច្បាស់លាស់នៃកម្លាំងរុញច្រាន = 0.001 = , i.e.<< .

នេះមានន័យថាលក្ខណៈសម្បត្តិនៃរលកនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះមិនសំខាន់ទេ ហើយអេឡិចត្រុងអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាភាគល្អិតបុរាណ។ ពីកន្សោម (1) វាដូចខាងក្រោមថាភាពមិនច្បាស់លាស់ដែលចង់បាននៃកូអរដោនេអេឡិចត្រុង

ដោយបានគណនាយើងទទួលបាន 8.51 nm ។

ឧទាហរណ៍ ៦.ជាលទ្ធផលនៃការផ្លាស់ប្តូរពីស្ថានភាពស្ថានីមួយទៅស្ថានភាពមួយទៀត អាតូមអ៊ីដ្រូសែនបានបញ្ចេញបរិមាណមួយជាមួយនឹងប្រេកង់ . រកមើលពីរបៀបដែលកាំនៃគន្លង និងល្បឿននៃអេឡិចត្រុងបានផ្លាស់ប្តូរដោយប្រើទ្រឹស្តីរបស់ Bohr ។

វិទ្យុសកម្មដែលមានប្រេកង់ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងរលកពន្លឺ = = 102.6 nm (c ជាល្បឿននៃពន្លឺក្នុងកន្លែងទំនេរ) ស្ថិតនៅក្នុងតំបន់អ៊ុលត្រាវីយូឡេ។ អាស្រ័យហេតុនេះ បន្ទាត់វិសាលគមជាកម្មសិទ្ធិរបស់ស៊េរី Lyman ដែលលេចឡើងនៅពេលដែលអេឡិចត្រុងផ្លាស់ប្តូរទៅកម្រិតថាមពលដំបូង (n=1)។

យើងប្រើរូបមន្ត Balmer ទូទៅដើម្បីកំណត់ចំនួននៃកម្រិតថាមពល (k) ដែលការផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានធ្វើឡើង: .

ចូរយើងបង្ហាញ k ពីរូបមន្តនេះ៖

ការជំនួសទិន្នន័យដែលមាន យើងទទួលបាន k=3។ ជាលទ្ធផល វិទ្យុសកម្មបានកើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការផ្លាស់ប្តូរអេឡិចត្រុងពីគន្លងទីបីទៅទីមួយ។

យើងនឹងរកឃើញតម្លៃនៃកាំនៃគន្លង និងល្បឿននៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លងទាំងនេះពីការពិចារណាដូចខាងក្រោម។

អេឡិចត្រុងដែលមានទីតាំងនៅគន្លងស្ថានីក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានធ្វើសកម្មភាពដោយកម្លាំង Coulomb ពីស្នូល។

ដែលផ្តល់ការបង្កើនល្បឿនធម្មតា។ ដូច្នេះយោងទៅតាមច្បាប់មូលដ្ឋាននៃឌីណាមិកៈ

លើសពីនេះ បើយោងតាមការប្រកាសរបស់ Bohr សន្ទុះមុំនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លងស្ថានីត្រូវតែជាពហុគុណនៃថេររបស់ Planck ពោលគឺឧ។

ដែល n = 1, 2, 3... - ចំនួនគន្លងស្ថានី។

ពីសមីការ (២) ល្បឿន។ ការជំនួសកន្សោមនេះទៅជាសមីការ (1) យើងទទួលបាន

ដូច្នេះកាំនៃគន្លងស្ថានីនៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន៖ .

បន្ទាប់មកល្បឿននៃអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លងនេះគឺ៖

សន្មតថាមុនពេលវិទ្យុសកម្មនៃបរិមាណអេឡិចត្រុងមានលក្ខណៈ r 3, v 3 ហើយបន្ទាប់ពីវិទ្យុសកម្ម r 1, v 1 វាងាយស្រួលក្នុងការទទួលបាន:

នោះគឺកាំនៃគន្លងថយចុះ 9 ដងល្បឿនអេឡិចត្រុងកើនឡើង 3 ដង។

ឧទាហរណ៍ ៧.អេឡិចត្រុងនៅក្នុង "អណ្តូងសក្តានុពល" រាងចតុកោណមួយវិមាត្រដែលមានទទឹង = 200 ល្ងាច ជាមួយនឹង "ជញ្ជាំង" ខ្ពស់គ្មានទីបញ្ចប់ គឺស្ថិតក្នុងស្ថានភាពរំភើប (n=2)។ កំណត់៖ 1) ប្រូបាប៊ីលីតេ W នៃការរកឃើញអេឡិចត្រុងនៅពាក់កណ្តាលទីបីនៃ "អណ្តូង"; 2) ចំនុចនៃចន្លោះពេលដែលបានបញ្ជាក់ដែលដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេនៃការរកឃើញអេឡិចត្រុងគឺអតិបរមា និងអប្បបរមា។

1. ប្រូបាប៊ីលីតេនៃការរកឃើញភាគល្អិតក្នុងចន្លោះពេល

ស្ថានភាពរំភើប (n=2) ត្រូវគ្នាទៅនឹងមុខងាររលករបស់វា៖

ចូរជំនួស (2) ទៅជា (1) ហើយពិចារណាថានិង:

ការបង្ហាញតាមរយៈកូស៊ីនុសនៃមុំទ្វេដោយប្រើសមភាពត្រីកោណមាត្រយើងទទួលបានកន្សោមសម្រាប់ប្រូបាប៊ីលីតេដែលចង់បាន: = = = = = 0.195 ។

2. ដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេនៃអត្ថិភាពនៃភាគល្អិតនៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់មួយនៃលំហ ត្រូវបានកំណត់ដោយការ៉េនៃម៉ូឌុលនៃមុខងាររលករបស់វា។ ដោយប្រើកន្សោម (២) យើងទទួលបាន៖

ការពឹងផ្អែកនៃម៉ូឌុលការ៉េនៃអនុគមន៍រលកនៃភាគល្អិតនៅលើកូអរដោណេរបស់វា ដែលកំណត់ដោយកន្សោម (3) ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូប។

ជាក់ស្តែង ដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេអប្បបរមា w=0 ត្រូវគ្នាទៅនឹងតម្លៃនៃ x ដែល .

នោះគឺ ,

ដែល k = 0, 1, 2…

ដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេដែលយើងឈានដល់តម្លៃអតិបរមារបស់វានៅក្នុងអណ្តូងក្រោមលក្ខខណ្ឌ៖ . តម្លៃដែលត្រូវគ្នា។

ដូចដែលអាចមើលឃើញពីក្រាហ្វនៃការពឹងផ្អែក w = w (x) ដែលបង្ហាញក្នុងរូបភាពក្នុងចន្លោះពេល

ដូចដែលយើងអាចមើលឃើញ ដង់ស៊ីតេប្រូបាប៊ីលីតេនៃការរកឃើញអេឡិចត្រុងនៅព្រំដែននៃចន្លោះពេលដែលបានផ្តល់ឱ្យគឺដូចគ្នា។ ដូច្នេះ, , ។

ឧទាហរណ៍ ៨.កំណត់បរិមាណកំដៅដែលត្រូវការដើម្បីកំដៅគ្រីស្តាល់ NaCl ដែលមានទំងន់ m = 20 ក្រាមនៅសីតុណ្ហភាព T 1 = 2 K ។ សីតុណ្ហភាព Debye លក្ខណៈសម្រាប់ NaCl ត្រូវបានយកស្មើនឹង 320K ។

បរិមាណកំដៅដែលត្រូវការដើម្បីកំដៅតួនៃម៉ាស់ m ពីសីតុណ្ហភាព T 1 ដល់សីតុណ្ហភាព T 2 អាចត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្ត:

ដែល C ជា​សមត្ថភាព​កំដៅ​ម៉ូលេគុល​នៃ​សារធាតុ M ជា​ម៉ាស​ម៉ូលេគុល​។

យោងទៅតាមទ្រឹស្ដីរបស់ Debye នៅសីតុណ្ហភាព សមត្ថភាពកំដៅនៃដុំសាច់គ្រីស្តាល់ត្រូវបានផ្តល់ដោយ៖

ការជំនួសកន្សោម (2) ទៅជា (1) និងការរួមបញ្ចូល យើងទទួលបាន៖

ការជំនួសតម្លៃលេខនិងការអនុវត្តការគណនាយើងរកឃើញ Q = 1.22 mJ ។

ឧទាហរណ៍ ៩.គណនាកំហាប់ម៉ាស ថាមពលចង និងថាមពលភ្ជាប់ជាក់លាក់នៃស្នូល។

ពិការភាពស្នូលត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត៖

សម្រាប់ស្នូល៖ Z=5; ក=១១.

យើង​នឹង​គណនា​ទំហំ​ម៉ាស់​ក្នុង​ឯកតា​ដែល​មិន​មែន​ជា​ប្រព័ន្ធ​គឺ​ឯកតា​ម៉ាស់​អាតូមិក (a.m.u.)។ យើងយកទិន្នន័យចាំបាច់ពីតារាង (ឧបសម្ព័ន្ធទី ៣)៖

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

ជាលទ្ធផលនៃការគណនាដោយប្រើរូបមន្ត (1) យើងទទួលបាន: =0.08186 a.m.u.

យើងក៏នឹងរកឃើញថាមពលភ្ជាប់នុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុងឯកតាប្រព័ន្ធបន្ថែម (MeV) ដោយប្រើរូបមន្ត៖

មេគុណសមាមាត្រ = 931.4 MeV/amu, i.e.

បន្ទាប់ពីជំនួសតម្លៃលេខ យើងទទួលបាន៖

ថាមពលភ្ជាប់ជាក់លាក់ តាមនិយមន័យគឺស្មើនឹង៖

កំណត់ចំនួនអាតូមិក និងចំនួនម៉ាស់នៃស្នូលទីពីរ ផ្តល់សញ្ញាណនិមិត្តសញ្ញានៃប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ និងកំណត់ឥទ្ធិពលថាមពលរបស់វា។

វិទ្យុសកម្មកម្ដៅ ច្បាប់របស់ Stefan Boltzmann ទំនាក់ទំនងរវាងពន្លឺថាមពល R e និងដង់ស៊ីតេពន្លឺនៃថាមពល ពន្លឺនៃតួខ្មៅ ថាមពលពន្លឺនៃរូបកាយពណ៌ប្រផេះ ច្បាប់ផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ Wien (ច្បាប់ទី 1) ការពឹងផ្អែកនៃដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃពន្លឺថាមពលនៃពន្លឺពណ៌ខ្មៅ រាងកាយលើសីតុណ្ហភាព (ច្បាប់ទី 2) រូបមន្តរបស់ Planck

វិទ្យុសកម្មកម្ដៅ 1. ដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃពន្លឺថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យកើតឡើងនៅរលកពន្លឺ = 0.48 មីក្រូ។ ដោយសន្មត់ថាព្រះអាទិត្យបញ្ចេញជាតួខ្មៅ កំណត់៖ 1) សីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃរបស់វា; 2) ថាមពលដែលបញ្ចេញដោយផ្ទៃរបស់វា។ យោងតាមច្បាប់ផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ Wien ថាមពលបញ្ចេញដោយផ្ទៃព្រះអាទិត្យ យោងទៅតាមច្បាប់របស់ Stefan Boltzmann ។

វិទ្យុសកម្មកម្ដៅ 2. កំណត់បរិមាណកំដៅដែលបាត់បង់ដោយ 50 សង់ទីម៉ែត្រ 2 ពីផ្ទៃនៃផ្លាទីនរលាយក្នុងរយៈពេល 1 នាទី ប្រសិនបើសមត្ថភាពស្រូបយកផ្លាទីន A T = 0.8 ។ ចំណុចរលាយនៃផ្លាទីនគឺ 1770 ° C ។ បរិមាណកំដៅដែលបាត់បង់ដោយផ្លាទីនគឺស្មើនឹងថាមពលដែលបញ្ចេញដោយផ្ទៃក្តៅរបស់វា យោងទៅតាមច្បាប់របស់ Stefan Boltzmann

វិទ្យុសកម្មកម្ដៅ 3. ចង្រ្កានអគ្គីសនីប្រើប្រាស់ថាមពល P = 500 W ។ សីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃខាងក្នុងរបស់វាជាមួយនឹងរន្ធតូចមួយបើកចំហដែលមានអង្កត់ផ្ចិត d = 5.0 សង់ទីម៉ែត្រគឺ 700 ° C ។ តើការប្រើប្រាស់ថាមពលត្រូវបានរលាយដោយជញ្ជាំងប៉ុន្មាន? ថាមពលសរុបត្រូវបានកំណត់ដោយផលបូកនៃថាមពលដែលបញ្ចេញតាមរន្ធ ថាមពលដែលរលាយដោយជញ្ជាំង នេះបើយោងតាមច្បាប់របស់ Stefan Boltzmann ។

វិទ្យុសកម្មកម្ដៅ 4 Filament tungsten ត្រូវបានកំដៅក្នុងកន្លែងទំនេរដែលមានចរន្តនៃកម្លាំង I = 1 A ទៅសីតុណ្ហភាព T 1 = 1000 K. តើខ្សែភ្ជាប់នឹងកំដៅនៅសីតុណ្ហភាពអ្វី T 2 = 3000 K? មេគុណស្រូបយក tungsten និងភាពធន់របស់វាដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងសីតុណ្ហភាព T 1, T 2 គឺស្មើនឹង: a 1 = 0.115 និង a 2 = 0.334; 1 = 25, Ohm m, 2 = 96, Ohm m ថាមពល​ដែល​បញ្ចេញ​គឺ​ស្មើ​នឹង​ថាមពល​ដែល​បាន​ប្រើ​ពី​សៀគ្វី​អគ្គិសនី​ក្នុង​ស្ថានភាព​ស្ថិរភាព ថាមពល​អគ្គិសនី​ដែល​បញ្ចេញ​ក្នុង​ conductor នេះ​បើ​យោង​តាម​ច្បាប់​របស់ Stefan Boltzmann។

វិទ្យុសកម្មកម្ដៅ 5. នៅក្នុងវិសាលគមនៃព្រះអាទិត្យ ដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃពន្លឺនៃថាមពលកើតឡើងនៅរលកនៃ .0 = 0.47 មីក្រូ។ ដោយសន្មត់ថាព្រះអាទិត្យបញ្ចេញជាតួខ្មៅទាំងស្រុង សូមស្វែងរកអាំងតង់ស៊ីតេនៃវិទ្យុសកម្មព្រះអាទិត្យ (ឧ. ដង់ស៊ីតេលំហូរវិទ្យុសកម្ម) នៅជិតផែនដីនៅខាងក្រៅបរិយាកាសរបស់វា។ អាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺ (អាំងតង់ស៊ីតេវិទ្យុសកម្ម) លំហូរពន្លឺ យោងទៅតាមច្បាប់របស់ Stefan Boltzmann និង Wien

វិទ្យុសកម្មកម្ដៅ 6. រលក 0 ដែលរាប់បញ្ចូលថាមពលអតិបរមានៅក្នុងវិសាលគមវិទ្យុសកម្មរាងកាយខ្មៅគឺ 0.58 មីក្រូ។ កំណត់ដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃពន្លឺថាមពល (r, T) អតិបរមា គណនាសម្រាប់ចន្លោះពេលរលក = 1 nm, ជិត 0. ដង់ស៊ីតេវិសាលគមអតិបរមានៃពន្លឺថាមពលគឺសមាមាត្រទៅនឹងថាមពលទីប្រាំនៃសីតុណ្ហភាព ហើយត្រូវបានបង្ហាញដោយច្បាប់ទី 2 របស់ Wien ។ សីតុណ្ហភាព T ត្រូវបានបង្ហាញពីតម្លៃច្បាប់នៃការផ្លាស់ទីលំនៅរបស់ Wien C ត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងឯកតា SI ដែលចន្លោះពេលរលកឯកតា = 1 ម៉ែត្រ យោងទៅតាមលក្ខខណ្ឌនៃបញ្ហា ចាំបាច់ត្រូវគណនាដង់ស៊ីតេពន្លឺនៃវិសាលគមដែលគណនាសម្រាប់ចន្លោះពេលរលកនៃ 1 ។ nm ដូច្នេះយើងសរសេរតម្លៃ C ក្នុងឯកតា SI ហើយគណនាវាឡើងវិញសម្រាប់ចន្លោះពេលរលកដែលបានផ្តល់ឱ្យ៖

វិទ្យុសកម្មកំដៅ 7. ការសិក្សាអំពីវិសាលគមវិទ្យុសកម្មព្រះអាទិត្យបង្ហាញថាដង់ស៊ីតេអតិបរមានៃពន្លឺថាមពលត្រូវគ្នាទៅនឹងរលកពន្លឺ = 500 nm ។ យកព្រះអាទិត្យធ្វើជាតួខ្មៅ កំណត់៖ ១) ពន្លឺដ៏ស្វាហាប់ R e នៃព្រះអាទិត្យ; 2) លំហូរថាមពល F e បញ្ចេញដោយព្រះអាទិត្យ; 3) ម៉ាស់នៃរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច (គ្រប់ប្រវែង) ដែលបញ្ចេញដោយព្រះអាទិត្យក្នុងរយៈពេល 1 វិនាទី។ 1. យោងតាមច្បាប់របស់ Stefan Boltzmann និង Wien 2. លំហូរពន្លឺ 3. ម៉ាស់នៃរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច (ប្រវែងទាំងអស់) ដែលបញ្ចេញដោយព្រះអាទិត្យក្នុងអំឡុងពេល t = 1 s យើងកំណត់ដោយអនុវត្តច្បាប់សមាមាត្រនៃម៉ាស់ និងថាមពល។ E = ms 2. ថាមពលនៃរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចដែលបញ្ចេញក្នុងកំឡុងពេល t, គឺស្មើនឹងផលិតផលនៃលំហូរថាមពល Ф e ((ថាមពលវិទ្យុសកម្ម) តាមពេលវេលា: E = Ф e t. ដូច្នេះ Ф e =ms 2, whence m= Ф e/s ២.