Квантовая физика ================ ## Тепловое излучение и его основные характеристики **Тепловое излучение** --- это излучение, которое происходит за счёт внутренней энергии вещества, обусловленное хаотическим движением частиц. Единственный вид излучения, имеющий равновесное состояние. **Основные характеристики** 1. **Интенсивность излучения** $I$ --- это мощность света, переносимая волной в направлении распространения. $\left[\frac{Вт}{м^2}\right]$ 2. А --- **коэффициент поглощения** $$ W_{пот} = A \cdot W_{пад} = I \cdot S \cdot t \cdot A $$ $$ W_{изл} = R_e \cdot S \cdot t $$ 1. $R_e$ --- **энергетическая светимость** $\left[\frac{Вт}{м^2}\right]$ $R_e$ --- основная характеристика излучения, которая зависит от температуры и потока. Энергетическая светимость --- это мощность излучения, полученная с единицу площади за единицу времени. $$ R_e = \frac{W_{изл}}{S \cdot t} = \frac{\Phi}{t} $$ 1. $\Phi$ --- **поток энергии** $\left[Вт\right]$ --- это количество энергии, испускаемое нагретым телом. ## Абсолютно черное тело. Закон излучения Кирхгофа $$ \frac{r_{\omega 1}}{a_{\omega 1}} = \frac{r_{\omega 2}}{a_{\omega 2}} = \dots = \frac{r_{\omega n}}{a_{\omega n}} $$ > Отношение спектральной плотности энергетической светимости к поглощательной способности не зависит от природы тела. Оно является для всех тел универсальной функцией частоты (длинны волны) и температуры. $$ f(\omega, T) = \frac{r_\omega}{a_\omega} $$ $$ f(\lambda, T) = \frac{r_\lambda}{a_\lambda} $$ **Абсолютно черное тело** (АЧТ) --- это тело, которое только поглощает и не испускает ($a = 1$). ## Законы Стефана-Больцмана. Законы Вина Из закона Кирхгофа следует, что спектральная плотность энергетической светимости является универсальной функцией. $$ \tag{АЧТ} R_e = \sigma T^4 $$ $$ \tag{серое тело} R_e = a \sigma T^4 $$ $\sigma = 5.67\sdot10^{-8} \left[\frac{Вт}{м^2}\right]$ ## Вывод формулы Рэлея-Джинса ## Оптическая пирометрия ## Распределение М. Планка ## Тормозное рентгеновское излучение ## Внешний фотоэффект ## Законы Столетова. Формула Эйнштейна ## Свойства фотонов ## Давление света ## Эффект Комптона и рассеяние рентгеновских лучей ## Единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения ## Модель атома Дж.Дж. Томпсона ## Опыт Э. Резерфорда. Модель атома Э. Резерфорда ## Эмпирические закономерности в спектре атома водорода ## Постулаты Н. Бора. Квантование момента импульса ## Опыт Франка и Герца ## Теория Бора-Зоммерфельда ## Волны де Бройля ## Опыт Дэвиссона и Джермера ## Соотношение неопределенностей Гейзенберга ## Постулаты квантовой механики ## Волновая функция. Свойства волновой функции ## Уравнение Шрёдингера – основное уравнение квантовой механики ## Частица в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками» ## Прохождение частицы сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект ## Квантовая частица в непроницаемой сфере ## Линейный гармонический осциллятор в квантовой механике ## Атом водорода в квантовой механике ## Энергетический спектр ## Спин электрона ## Гиромагнитное отношение для орбитального и спинового моментов. Магнетон Бора ## Принцип Паули. Следствие из принципа Паули ## Классическая статистика Максвелла-Больцмана. Квантовая статистика Ферми –Дирака ## Квантовая статистика Бозе-Эйнштейна ## Энергетические зоны в кристалле. Уравнение Шредингера для кристалла и его решение ## Заполнение зон в кристаллах ## Электропроводность металлов ## Физика атомного ядра ## Законы радиоактивного распада