Kvant fizikasining asoslari

Kvant fizikasining asoslari Tabiatda elektromagnit nurlanishning eng keng tarqalgan turi issiqlik nurlanishi, u moddaning ichki energiyasi hisobiga bajariladi va shuning uchun nurlanayotgan jismning sovishiga olib keladi. Nur chiqarish, temperaturasi absolyut noldan farq qiladigan istalgan temperaturadagi barcha jismlarga xosdir. Issiqlik nurlanishi tutash spektrga ega bo'lsa-da, ammo unda energiya taqsimoti temperaturaga bog'liq: past temperaturada issiqlik nurlanishi asosan infraqizil nurlanishdan, yuqori temperaturalarda esa ko'rinadigan va ultrabinafsha nurlanishdan iborat. Har qanday jism o'zi nurlanishi bilan birga boshqa, atrofdagi jismlar chiqarayotgan nur energiyasining bir qismini yutadi; bu protsessni nur yutish deb atalaladi. Nur yutish protsessi muayyan jismning isishiga olib keladi. Ravshanki, muayyan jism nur chiqarish yo'li bilan energiyasini yo'qota boradi, aynan shu vaqtda nur yutishi bilan energiya olib oxiri issiqlik yoki nur muvozanati holatini olish kerak, bunda nur chiqarish hisobiga energiya yo'qolishi, nur yutish hisobiga energiya olishini kompensatsiyalanadi. Demak, nurlanishning hamma turlaridan faqat issiqlik nurlanishi muvozanat bo'lishi mumkin. Nur chiqarish va nur yutish protsesslarini miqdoriy jihatdan baholash uchun ushbu xarakteristikalar kiritiladi. Nurlanishni uning energiyasi bilan xarakterlaydilar. Nurlanish energiyasini uning o'tish vaqtiga bo'lgan nisbati nurlanish oqimi deb ataladi, ya'ni: (1) Jism sirtining birlik yuzidan 1 sekundda chiqariladigan energiya kattaligi energetik yorituvchanligi deb ataladi, ya'ni: (2) Yuqorida keltirilgan xarakteristikalar nurlanishni spektral tarkibini hisobga olmaydilar. Umumiy holda jismning chiqargan (yutgan) nuri energiyasining miqdori turli xil to'lqin uzunliklar uchun turlicha bo'ladi. Shuning uchun ham spektral nur chiqarish (nur yutish) qobiliyati degan tushuncha kiritiladi. Energetik yorituvchanlikni spektral zichligi deb, to'lqin uzunliklarining tor interval uchun hisoblangan nur chiqarish qobiliyatiga aytiladi, ya'ni: (3) Jismning yutish koeffitsiyenti - jismning yutgan nuri energiyasini shu jismga tushayotgan hamma nurlar energiyasini nisbatidan iborat, ya'ni: (4) Yutish koeffitsiyenti jismning temperaturasiga bog'qliq. Demak, to'lqin uzunligi va temperaturaning funksiyasidir. Temperaturalari turlicha bo'lgan va faqat nur chiqarish va nur yutish yo'li bilangina energiya almasha oladigan ikkita jismdan iborat sistemani tasavvur qilaylik. Bir oz vaqt o'tgandan keyin bunday sistemada issiqlik muvozanati yuz beradi. Termodinamik muvozanat holatida energetik yorituvchanlikni spektral zichligini yutish koeffitsiyentiga nisbati o'zgarmas kattalik bo'lib, u jismni tabiatiga bog'liq bo'lmay, hamma jismlar uchun to'lqin uzunligi hamda temperaturaning birday (universal) funksiyasi hisoblanadi, ya'ni: (5) Bunday munosabat Kirxgof qonuni deyiladi va quyidagi ma'noni bildiradi: Jism bir xil nurni qancha ko'p yutsa, o'sha nurni shuncha ko'p chiqaradi. O'ziga tushuvchi hamma nur energiyasini har qanday temperaturada butunlay yutadigan jismni absolyut qora jism deb ataladi va bunday jism uchun αλ = 1, αλ 1 bo'lgan jismlar kulrang jismlar deb ataladi. Tabiatda absolyut qora jismlar mavjud emas. Qurum yoki platina qorasi o'z xususiyatlari bilan absolyut ...