Излучение черного тела — изучение спектров черного тела с использованием классической и квантовой...

Когда у абсолютно черного тела есть температура, оно излучает свет. Этот свет называется излучением абсолютно черного тела и имеет спектр (интенсивность света зависит от длины волны). Именно поэтому горячий металл кажется красным или даже оранжевым. Другой пример: цвет, который мы воспринимаем, позволяет нам определить температуру ее поверхности. В этом видео вы научитесь читать спектр абсолютно черного тела. Заодно мы поэкспериментируем со спектром абсолютно черного тела Солнца и ответим на такие вопросы, как: «Какой на самом деле цвет Солнца?», «Почему Солнце кажется нам желтым, а вечером оранжево-красным?» и даже «Почему небо голубое?». А затем мы погрузимся в физику излучения абсолютно черного тела: вместе мы поймем, что классическая физика не может объяснить форму спектра абсолютно черного тела. Хуже того, она предсказывает, что даже небольшой нагрев любого объекта приведет к выбросу в окружающую среду смертоносного излучения, чего, конечно же, не происходит. Это называется ультрафиолетовой катастрофой. Мы увидим, как квантовая механика приходит на помощь и приводит к закону Планка, который очень хорошо моделирует спектр абсолютно черного тела. Интеграция закона Планка приводит к закону Стефана Больцмана, а его дифференцирование — к закону смещения Вина. Закон смещения Вина позволяет предсказать цвет света, излучаемого телом, зная температуру его поверхности. Мы завершим это видео непосредственным применением закона смещения Вина. ВНИМАНИЕ: ОПЕЧАТКА: в уравнении закона Планка в разделе, посвященном закону Планка, есть опечатка. Спасибо зрителю, который её заметил: в экспоненциальном члене не должно быть знака «минус». #чёрноетело #излучениеабсолютночёрноготела #квантоваяфизика Содержание видео: 0:00 Что происходит при нагревании абсолютно черного тела? 0:56 Почему абсолютно черное тело излучает свет? (Краткое содержание 1-го эпизода). 2:00 Происхождение спектров абсолютно черного тела. 2:32 Чтение спектров абсолютно черного тела. 3:41 Каков истинный цвет Солнца? 4:16 Почему Солнце кажется жёлтым? 4:30 Почему небо голубое? 5:06 Почему раскалённый металл красный? 5:29 Форма спектров излучения абсолютно черного тела. 6:20 Ультрафиолетовая катастрофа: понимание излучения абсолютно черного тела с точки зрения классической физики (закон Рэлея-Джинса). 7:13 Закон Планка: понимание излучения абсолютно черного тела с точки зрения квантовой механики. 7:43 Закон смещения Вина: вывод и определение цвета абсолютно черного тела по его температуре. 7:58 Закон смещения Вина: практическое упражнение. - - - - - - - - - Источник: Космический фон: Пересечение галактики. Фон: Ф. Саммерс, Г. Бэкон (STScI). Моделирование: К. Хаммельс, П. Хопкинс (Калифорнийский технологический институт) и А. Ветцель (Калифорнийский университет в Дэвисе). Инфракрасное изображение лемура: Арно / Коэн, CC BY-SA 3.0. Все остальные иллюстрации, не указанные в видео, принадлежат Эдуарду Рени. Музыка: Эдуард Рени. - - - - - - - - - Это видео подготовлено и представлено Эдуардом Рени, доктором наук в области химии твёрдого тела и частным репетитором по физическим наукам. Чтобы получить доступ к полезным ресурсам, которые помогут вам в изучении физики в старших классах, посетите сайт «Physics Made Easy» и подпишитесь на него:
Эдуард предлагает индивидуальные занятия по физике (очные или по Skype). Если вы хотите связаться с ним, посетите его сайт:
- - - - - - - - -