Fizyka 3
Konsultacje: p. 329, [email protected]: 2 sprawdziany (12 pkt każdy) + kartkówki
http:\\adam.mech.pw.edu.pl\~marzan
Promieniowanie elektromagnetyczne
Źródła promieniowania
Lampy żarowe
Lampy jarzeniowe(wyładowcze)
Lampy płomieniowe
Źródła promieniowania
Luminescencja
Diody LED
Lasery
Światło jako cząstka
Foton – brak masy spoczynkowejTeoria Plancka
Stała Plancka
Oddziaływania elektromagnetyczne:nieskończony zasięg, siła maleje z kwadratem odległości. Znaczna siła oddziaływania.
Ciśnienie promieniowania
Radiometr Crookes’a
Radiometr NicholsaŻagiel słoneczny
Ciśnienie promieniowaniaPowierzchnia absorbująca:
Emisja promieniowania
Wszystkie ciała o temperaturze wyższej od 0K emitują promieniowanie.Na promieniowanie termiczne składają się różne długości fal.
Promieniowanie cieplne Wszechświata: 2.7260 ± 0.0013 K
Ciało doskonale czarne
Prawo Kirchoffa
Stosunek zdolności emisyjnej do zdolności absorpcyjnej jest dla wszystkich powierzchni jednakową funkcją częstotliwości i temperatury
Dla ciała doskonale czarnego ε jest zdolnością emisyjną
Prawo Stefana - Boltzmana
(ciało doskonale czarne)5.67×10−8 W · m-2·K-4
Zdolność emisyjna / absorpcyjna
Prawo przesunięć Wiena
Widmo energetyczne latarki
Widmo słońca
Pomiar temperatury
Słońce: temperatura efektywna 5778 K –odpowiada długości światła 502 nm
Lampa żarowa
Thomas Edison, 1879
Joseph Swan 1878
Włókno wolframowe: zakres pracy 2000 do 3300 K (temp. topnienia 3700K)Gaz obojętny: – argon, krypton lub ksenon. Ciśnienie 0.7 bar zapobiega parowaniu włókna
Lampa halogenowa
Gaz szlachetny zawiera halogen – np.. jod, fluor, chlorHalogen reaguje z odparowanym wolframem, tworząc halogenki. W pobliżu żarnika halogenki uwalniają wolfram, regenerując włókno.
Dłuższy czas świeceniaWiększe moce, wyższa temperatura
Lampa żarowa: 8-10Lampa halogenowa: 16
lm/Wlm/W
Lampa halogenowa
Żarówka H7: 55 W dla 12V, 1500 lm ±10% dla 13.2 V
Szkło żarówek samochodowych blokuje promieniowanie UV –wydłuża to czas życia zwierciadła i lampy.
„Katastrofa ultrafioletowa”
Dlaczego potrzebujemy fizyki kwantowej, by wyjaśnić działanie żarówki?
Wzór Rayleigha-Jeansa
Radiancja: Strumień promieniowania/m2/kąt bryłowy [W/m2/sr]Radiancja spektralna: radiancja na jednostkę długości fali.
„Katastrofa ultrafioletowa”
Dlaczego potrzebujemy fizyki kwantowej, by wyjaśnić działanie żarówki?
Wzór Plancka
Energia ciała doskonale czarnego emitowana w postaci kwantów – fotonów.„Gaz” fotonów będących w równowadze termicznej.
Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne
hν=W+eU0
Energia fotonuPraca wyjścia z metalu
Energia elektronu
Efekt Comptona
Przesunięcie Comptona nie zależy od materiału rozpraszającegohν0+m0c2=hν+mc2
p0=pr+mv)cos1(
00
θνν
−=−cm
hcc
φθννcoscos0 mv
ch
ch
+=
φθν sinsin0 mvc
h−=
Korpuskularna natura światła
Kreacja pary elektron-pozytonZachowane: -Ładunek-Pęd-Energia (Emin=1,2 MeV)
Promieniowanie rentgenowskie
Linie charakterystyczne
Widmo ciągłe
Minimalna długość fali -Elektron traci całą energię w pojedynczym oddziaływaniu z jądrem tarczy
Top Related