شرکت مهندسی دقت آزمای کارا

ارائه خدمات کالیبراسیون و اعتبارسنجی

تابش جسم سیاه

تابش جسم سیاه (بلک بادی)

قوانین مربوط به حرکت و جاذبه زمین زمین نیوتن، قوانین پایستگی انرژی و تکانه، قوانین ترمودینامیک و قوانین ماکسول برای الکتریسیته و مغناطیس، همگی بطور کم یا زیاد، در پایان قرن 19 میلادی به نتیجه رسیده و کامل شدند. در حقیقت این معادلات جهانی را برای ما ترسیم می کردند که در آن اجسام بر اساس زمان و فضای مطلق و با قابلیت پیش بینی در حال حرکت و جابجایی بودند.از این قوانین جهت خلق ماشین هایی استفاده شد که در نهایت سبب ایجاد دو موج انقلابی در صنعت شدند. موج اول ماشینی که بوسیله بخار در حرکت بود و دومی آنکه با استفاده از جریان الکتریسیته کار می کرد. این قوانین قادر بودند فضاپیمایی را با درستی موقعیت بسیار بالا به انتهای منظومه شمسی ارسال کنند. این قوانین از لحاظ معادلات ریاضی بکار رفته به اندازه ای مستحکم و بی نقص می نمودند که هیچ قانونی به قانون دیگر تجاوز نکرده و دیگری را نقض نمی کرد. واقعیاتی که تا درجه بالایی از درستی و بوسیله انجام آزمایشات زیاد حاصل شده بودند.                          

Black-Body-Radiation

در پایان قرن 19 میلادی ،فیزیک به ظاهر در قله خود بسر می برد. به گونه ای که گزارشاتی در خصوص اظهار نظرهایی نظیر؛

” در حال حاضر هیچ چیز جدیدی برای کشف در فیزیک وجود ندارد. همه آنچه باقی مانده فقط اندازه گیری های دقیق و دقیق تر است”

نیز به گوش میرسید. این جملات به استناد مدارک موجود از مجمع بریتانیانی پیشرفت علم در سال 1900 میلادی، به لرد کلوین (1907-1824)  نسبت داده می شود. آلبرت مایکلسون (1931-1852) دانشمند آلمانی-آمریکایی هم عقیده ای مشابه آنچه گفته شد داشته است. البته گفته می شود که او این ایده را از کلوین گرفته است اما شواهدی کمی برای اثبات این ادعا در دسترس می باشد.

با ورود به قرن جدید مشخص شد کلوین نگفته بود که فیزیک به اتمام رسیده است. در حقیقت منظور او کاملا مخالف این مطلب بود. دو ابر، فضای آسمان فیزیک قرن 19 را اشغال کرده بود:

زیبایی و وضوح تئوری دینامیک، که گرما و نور را حالتی از حرکت و جابجایی معرفی می کرد، در حال حاضر بوسیله دو ابر در ابهام بسر می برد:

1-اولین چیزی که به استناد خاصیت موجی نور موجودیت می یافت و بوسیله فرنل و دکتر توماس یانگ مطرح گردید این سوال را پدید آورد که زمین چگونه می تواند از درون یک ماده کشسان، که در حقیقت اتر درخشان نامیده می شد، حرکت کند؟

2- ابهام دوم در خصوص رویکرد ماکسول-بولتزمن، با در نظر گرفتن تقسیم بندی و محدودکردن انرژی، بود.

کلوین به تشریح دو سوال، مرتبط با فیزیک زمانه خودش، پرداخت. سوالاتی که از نظر فنی بسیار پیچیده بودند به نحوی که نمی توان آنها را برای شخص عادی توضیح داد مگر اینکه مطالعاتی در خصوص فیزیک داشته باشد. اولی به بحث اتر درخشان که حالا دیگر بی اعتبار شده بود رجوع می کرد؛ و اما دومی عدم تونایی تئوری الکترمغناطیس در پیش بینی صحیح ویژگی های تابش دمایی را تشریح می نمود.

اساسا مبحث اول به این شکل است: نور یک موج است، نور برای انتشار به محیط انتشار نیاز دارد، این محیط به اتر درخشان معروف است، این محیط می باید به شدت سفت و صلب باشد (زیرا نور با سرعت بسیار بالا جابجا می شود) و همچنین به شدت رقیق باشد (زیرا نمی توانیم رد جابجا شدن نور را تشخیص بدهیم). فیزیک قرن 19 نمی توانست جوابی برای این مو ضوعات پیدا کند، بنابراین فیزیک در آن زمان به مخاطره افتاد.

پرتوی نوری که این ابر تیره را پراکنده کرد تئوری نسبیت بود که بوسیله آلبرت انیشتین مطرح شد. مطلبی که بوسیله این تئوری آشکار شد این حقیقت بود که بطور کلی اتری وجود ندارد، فضای مطلقی وجود ندارد، زمان مطلق بی معنی است، جرم پایسته نیست، انرژی پایسته نیست و در نهایت هیچ چیزی سریع تر از نور جابجا نمی شود. در حقیقت این تئوری انقلابی بزرگ در فیزیک بود.

و اما دومین ابر تاریک که بوسیله کلوین مطرح شده بود و کلوین از آن به دکترین ماکسول-بولتزمن یاد می کرد منجر به پیدایش مکانیک کواتنتوم- انقلابی ترین تئوری کل تاریخ فیزیک شد. حقایق اصلی که در این تئوری مطرح می شود این است که در واقع همه چیز بطور همزمان دارای خاصیت موجی و ذره ای است و در عین حال هیچ چیزی نمی تواند بطور قطع و مطلق قابل پیش بینی باشد.

پیدایش این دو تئوری انقلابی فیزیک را به دو قلمرو تقسیم بندی کرد. به تمامی تئوری هایی که پیش از خلق این دو تئوری، بسط و نشر یافته اند فیزیک کلاسیک گفته می شود. همچنین به تمامی تئوری هایی که از اصول اولیه تئوری های نسبیت و مکانیک کوانتوم بهره گرفته اند فیزیک مدرن گفته می شود. واژه مدرن به این دلیل انتخاب شد که پایه و اساس این نظریه ها در سه دهه اول قرن 20 میلادی بنیان گذاشته شد. فن آوری های جدیدی از قبیل نورهای الکتریکی، توسترها، یخچال ها، ماشین های دوخت، رادیو ها، تلفن ها، فیلم ها، دستگاه های ضبط صوت، هواپیماها، اتوموبیل ها، متروها، آسانسورها، آسمان خراش ها، نایلون، سلولوئید و غیره، شروع به پیدایش و موجودیت کردند. اوایل قرن 20 میلادی مملو از ایده ها و اختراعات انقلابی است. اختراعاتی که تصور زندگی بدون آن ها در حال حاضر غیر ممکن است. در حقیقت فیزیک مدرن فقط یک وجه از آغاز مدرنیته می باشد.

 
Albert_Abraham_Michelson
Lord_Kelvin
Einstein

ناکامی های فیزیک کلاسیک

حاشیه های فرسوده بر پرده فیزیک کلاسیک منجر به پیدایش فیزیک مدرن گردید:

نسبیت

  • عدم وجود حرکت مشهود در داخل اتر
  • تغییر جهت خط الراس عطارد

مکانیک کوانتوم

  • تابش جسم سیاه و فاجعه فرابنفش
  • اثر فوتوالکتریک
  • طیف گسسته اتمی و مسئله مدیریت اتم ها برای موجودیت
  • فروپاشی رادیو اکتیو

آنچه در خصوص تابش جسم سیاه میدانیم

  • شکل توضیع
  • تغییرات قله نمودار بر اساس قانون وین
  • مجموع توان خروجی که بر اساس قانون استفان-بولتزمن بیان می شود
blackbody-radiation-chart

جان استرات، لرد ریلی و جیمز جینز ، فاجعه فرابنفش

جسم سیاه در واقع جسم ایده عالیست که تمامی فرکانس ها را جذب و سپس گسیل می کند.از فیزیک کلاسیک می توان برای بیان معادله ای که شدت تابش جسم سیاه را به عنوان تابعی از فرکانس و در یک دمای ثابت تشریح می کند، استفاده نمود.اگرچه قانون ریلی-جیمز برای فرکانس های پایین بخوبی صدق می کند اما در فرکانس های بالاتر بصورت تابع ƒ² اختلاف پیدا می کند،این اختلاف و واگرایی برای فرکانس های بالا به فاجعه فرابنفش مشهور می باشد.

ویلهم وین، فاجعه فرو سرخ

در سال 1896 میلادی قانون توضیع تابش جدیدی را ارائه کرد. پلانک، که در زمان انجام این پروسه همکار وین بود، بعدها، در سال 1900 میلادی، تئوری کوانتوم را بر این اساس پایه گذاری کرد که قانون وین اگر چه برای فرکانس های بالا درست عمل می کند اما در مورد فرکانس های پایین کاملا شکست خورده و ناکارآمد است.

انرژی کوانتیده است

ماکس پلانک (1947-1858) ،آلمان. قانون توضیع انرژی در طیف نرمال:

گزاره پیش فرض…                               E = hf

 

و همچنین(از فرمول انیشتین داریم)                p = h/ λ                                                   

حال می خواهیم معادله طیف جسم سیاه را استخراج کنیم.

قانون پلانک شامل فرمولی است که تابش طیفی یک جسم در دمای معین را بر اساس تابعی از فرکانس(L f) و یا تابعی از طول موج(L λ) بیان می کند. فرمول مذکور دارای واحدی بر حسب توان بر استرادیان در سطح مقطع در فرکانس و یا توان بر استرادیان در سطح مقطع در متر(طول موج)، می باشد. 

  وقتی که این توابع در مجموع زاویه فضایی یک گوی( 4 استرادیان) ضرب شوند، به فرمول تابش طیفی (Ef or Eλ) دست پیدا می کنیم. این توابع دارای یکاهایی برحسب توان بر سطح مقطع در فرکانس و یا توان بر سطح مقطع در متر (طول موج)، می باشند:

اگر از دو طرف معادله فوق در بازه صفر تا بینهایت انتگرال گیری کنیم، نتیجه آن فرمول تابش و یا توان بر مساحت سطح مقطع است:

جواب معادله فوق برابر است با :

به مجموع جملات کسر ضرب شده در دما، ثابت استفان گفته می شود.

با جایگزینی این ثابت در فرمول اصلی و ضرب مساحت سطح مقطع در دو طرف معادله، به معادله قانون استفان-بولتزمن می رسیم:

از معادله قانون پلانک بر حسب طول موج مشق گیری می کنیم تا ماکزیمم نقطه طول موج،به عنوان تابعی از دما، معین شود.

از حل معادله فوق داریم:

جاییکه  از حل معادله غیر جبری زیر بدست می آید:

x = 4.965114231744276303698759131322893944055584986797250972814…

از ترکیب تمامی این ثابت ها در ثابت وین داریم:

و در نهایت قانون جابجایی وین که به شرح زیر است:

علاوه بر این ،لازم است تا Un (انرژی کل تابشی از جسم سیاه)به عنوان کمیت پیوسته ای که بطور نا محدود تفکیک پذیر می باشد،تفسیر نگردد. بلکه می باید آنرا کمیت گسسته ای از مقداری صحیح که خود شامل قسمت های متناهی برابر است، تعریف نمود. 

 

قانونی که در مورد دمای موثر بحث می کند. هیچ شیئی طیف تابشی جسم سیاه را بطور کامل و بی نقص گسیل نمی کند. همواره تغییراتی در منحنی تابش حاصل از تئوری  وجود خواهد داشت.مساحت زیر منحنی شدت طول موج برای منبع موجود تابش را برابر با مساحت زیر منحنی شدت طول موج برای جسم سیاه ایده آل قرار داده و معادله را برای بدست آوردن دمای مربوطه حل کنید. دمای موثر یک شیئ برابر است با دمای جسم سیاه ایده آل که انرژی را هم مرتبه شیئ موجود تابش می کند. قسمت های مختلف خورشید هم دارای دماهای متفاوتی هستند. از ترکیب آن ها ، دمای موثر خورشید برابر با 5778

خانم ها و آقایان،آکادمی سلطنتی علوم تصمیم گرفته است ، جایزه نوبل فیزیک را در سال 1918 ، به دکتر ماکس پلانک،پروفسور در دانشگاه برلین ، برای کار ایشان در زمینه تثبیت و گسترش تئوری کوانتای اولیه ، تقدیم کند. از زمانی که کیرشهف به ما این مژده را داد که ” شدت تابش از یک جسم سیاه تنها به طول موج تابش و دمای جسم تابش کننده بستگی دارد “، پیش بینی تئوریکال رفتار تابشی، منشا پدید آمدن بسیاری از کشف های نوآورانه شده است. در اینجا ذکر این نکته را لازم میدانم که به اصل دوپلر اشاره کنم که باعث تغییر برداشت ما از طبیعت نور گردید بطوریکه در حال حاضر در تئوری الکترومغناطیسی نور که بوسیله مرد بزرگ علم ، ماکسول ، فرمول نویسی گردید و الهام گیری از قانون استفان بوسیله بولتزمن و در نهایت قانون تابش وین ، اثرات آنرا مشاهده می کنیم.همانطور که از قبل هم مشخص بود،این موضوع نمی توانست دقیقا با واقعیت تطابق داشته باشد،اما در واقع یک ترجیح بود، همانند آن قانون تابشی که توسط لرد ریلی مطرح گردید، در حقیقت پلانک به جستجوی مورد خاصی از قانون کلی تابش پرداخت و در نهایت در سال 1900 ، فرمول ریاضی برای آن نوشت و تئوری خودرا بر طبق همین فرمول ها بسط داد.فرمول شامل دو ثابت بود، اولی عدد مولکول های موجود در یک گرم مولکول از ماده را معرفی می نمود. پلانک همچنین اولین شخصی است که از طریق رابطه ای که ارائه داد،موفق به محاسبه بسیار دقیق عددی ثابت معروف به عدد آووگادرو گردید.ثابت دوم،ثابت پلانک بود، که پس از مطرح کردن آن توسط ایشان مشخص گردید که شاید اهمیتی بیشتر از ثابت اول نیز دارد. رابطه  ، جاییکه  فرکانس لرزش تابش می باشد،در واقع کوچک ترین مقدار گرمایی می باشد که در فرکانس لرزشی  قابل تابش می باشد.این نتیجه گیری تئوریکال بطور کاملا صریح در مقابل برداشت اولیه ما از پدیده تابش قرار می گیرد.اما نتایج تجربی بدست آمده بعدی، موجب پذیرش همگانی تئوری تابش پلانک گردید.

 

کلوین بدست می آید.

 

سخنرانی دکتر اکستراند، رئیس آکادمی سلطنتی علوم سوئد در هنگام معرفی برنده جایزه نوبل فیزیک در سال 1918 میلادی.

 

با بهره گیری از مکانیک استاتیک، پلانک موفق به استخراج معادله ای شبیه به معادله ریلی – جینز گردید، اما با اضافه نمودن پارامتری تنظیم کننده به آن،پارامتر . پلانک دریافت که برای مقدار  ، داده ناشی از تجربه، قابل بازآوری است. با همه این تفسیر، پلانک قادر به ارائه توجیهی برای فرض خود مبنی بر کوانتیده بودن انرژی نبود. فیزیکدان ها ایده اورا در خصوص کوانتیده بودن انرژی جدی نگرفتند، تا زمانیکه انیشتین برای توضیح اثر فوتوالکتریک،متوسل به همان فرضی شد که چندی پیش پلانک آنرا مطرح کرده بود.

 

100,094 دیدگاه برای «تابش جسم سیاه»

  • trusted lawyer in turkey
    می 8, 2025 در t 5:00 ق.ظ
    Permalink

    These clauses specify that any disputes arising from the contract will be resolved through arbitration rather than court litigation.

  • kexosifaimi
    می 8, 2025 در t 5:05 ق.ظ
    Permalink

    Bonus1000r.space – ресурс, посвященный азартным играм. Мы рассмотрели ключевые преимущества интернет-казино. Делимся ценными рекомендациями и подробно рассказываем, как в игровые автоматы в 2025 году играть. https://bonus1000r.space – тут специально для вас самое интересное собрали. Постоянно на честность игорные заведения проверяем. Уверены в том, что азартные игры помогут вам расслабиться после трудного дня. Размещаем только качественный контент. Разъясним, как из онлайн казино вывести денежные средства. Желаем вам удачи и приятной игры!

  • Donalddaria
    می 8, 2025 در t 8:02 ق.ظ
    Permalink

    Врачи клиники «Импульс» используют комплексный подход, основанный на проверенных методиках и эффективных препаратах. Основные группы медикаментов, используемых при лечении на дому, представлены в таблице:
    Получить больше информации – vyzvat-narkologa-na-dom nizhnij novgorod

  • Bosssports
    می 8, 2025 در t 8:45 ق.ظ
    Permalink

    Bosssports giriş adresi burada… Hemen ziyaret et.

  • DwightWaimi
    می 8, 2025 در t 8:55 ق.ظ
    Permalink

    На этом этапе специалист уточняет длительность запоя, тип употребляемого алкоголя и наличие сопутствующих заболеваний. Тщательный анализ этих данных позволяет разработать персонализированный план лечения, что существенно снижает риск осложнений.
    Узнать больше – narcolog-na-dom-kaliningrad0.ru/

  • Jamesgem
    می 8, 2025 در t 9:02 ق.ظ
    Permalink

    בין שפתי ובדקה בעדינות את פי. הייתי משתינה עליו בשקיקה. בינתיים, יד את כולי. כבר לא הייתי בשליטה. פשוט גנחתי וניסיתי להשיב עם התחת והכוס blog

  • Leonardbaf
    می 8, 2025 در t 9:15 ق.ظ
    Permalink

    Решаете сделать качественный ремонт в квартире или доме? Беспокоитесь о стоимости и сроках выполнения работ? Наша команда предлагает уникальную возможность получить подробную смету ремонта бесплатно. В короткий срок 12 часов мы подготовим детальный план работ и расчет необходимых материалов. Наш профессионализм позволяет нам гарантировать неизменность стоимости в процессе выполнения работ. Мы подготовим для вас точную калькуляцию с учетом всех видов работ и материалов. Отсутствуют скрытые платежи – цена, указанная в смете, останется неизменной до завершения ремонта. Мы проанализируем все ваши пожелания и требования к будущему ремонту. Наши знающие эксперты имеют большой опыт в проведении различных видов ремонтных работ. Делегируйте расчет стоимости ремонта профессионалам и избавьте себя от лишних хлопот. Для того чтобы получить бесплатной сметы просто свяжитесь с нами по телефону или оставьте заявку на сайте spb-glavremont.ru. Мы осуществляем деятельность без выходных, чтобы вы могли получить консультацию в удобное время. Распорядитесь своим временем разумно на поиски надежного подрядчика – обратитесь к нам уже сегодня! Высококачественный ремонт начинается с подробной и точной сметы. Мы дорожим нашими многочисленными положительными отзывами от довольных клиентов. Будьте в числе довольных клиентов – закажите бесплатную смету уже сегодня и сделайте первый шаг к вашему идеальному ремонту! Вы непременно будете довольны результатом нашей работы.

  • perideBor
    می 8, 2025 در t 10:16 ق.ظ
    Permalink

    Для того чтобы правильно вести бизнес, важно сотрудничать только с лучшими, зарекомендовавшими себя партнерами, которые помогут прийти к цели. Как раз такой считается компания «LowCostCargo», которая не только выкупает, но и доставляет товары из Поднебесной. https://lowcostcargo.ru/ – на сайте ознакомьтесь с подробностями, которые помогут в том, чтобы правильно организовать бизнес. За работу не придется переплачивать, она осуществляется на выгодных условиях, обойдется недорого. Подписывается договор, имеются гарантии на то, что груз приедет в целости.

  • DwightWaimi
    می 8, 2025 در t 11:17 ق.ظ
    Permalink

    Лечение нарколога на дому в Калининграде проводится по четко отлаженной схеме, включающей несколько последовательных этапов, позволяющих максимально быстро стабилизировать состояние пациента и начать процесс выздоровления.
    Ознакомиться с деталями – http://narcolog-na-dom-kaliningrad0.ru/narkolog-na-dom-czena-kaliningrad/

  • TimsothyBoara
    می 8, 2025 در t 11:34 ق.ظ
    Permalink

    Hello to every single one, it’s genuinely a pleasant for me to visit this web page, it consists of important Information.
    online casino australia legal

  • DwightWaimi
    می 8, 2025 در t 11:37 ق.ظ
    Permalink

    На этом этапе специалист уточняет длительность запоя, тип употребляемого алкоголя и наличие сопутствующих заболеваний. Тщательный анализ этих данных позволяет разработать персонализированный план лечения, что существенно снижает риск осложнений.
    Узнать больше – https://narcolog-na-dom-kaliningrad0.ru/narkolog-na-dom-kruglosutochno-kaliningrad/

  • KennethCip
    می 8, 2025 در t 11:53 ق.ظ
    Permalink

    Срочный вызов врача на дом необходим при появлении следующих симптомов:
    Углубиться в тему – https://narcolog-na-dom-nnovgorod8.ru

  • Donalddaria
    می 8, 2025 در t 1:37 ب.ظ
    Permalink

    Наши специалисты оказывают экстренную помощь по четко отработанной методике, главная задача которой – оперативное снятие симптомов острой интоксикации и абстинентного синдрома, восстановление работы внутренних органов и создание оптимальных условий для последующей реабилитации. Опытный нарколог на дому проведет тщательную диагностику, составит индивидуальный план лечения и даст необходимые рекомендации по дальнейшему выздоровлению.
    Узнать больше – нарколог на дом недорого нижний новгород

  • Bernardbrera
    می 8, 2025 در t 2:17 ب.ظ
    Permalink

    При поступлении вызова наши опытные специалисты незамедлительно приступают к комплексной диагностике состояния пациента. Первая задача – оценить уровень интоксикации и тяжесть симптомов, что включает измерение показателей артериального давления, пульса, температуры тела, а также уровня насыщения крови кислородом. На основании собранных данных формируется индивидуальная схема лечения, которая направлена на быстрое снятие симптомов ломки и стабилизацию нервной и иммунной систем.
    Подробнее тут – ломка от наркотиков город

  • lingerie sexy
    می 8, 2025 در t 2:55 ب.ظ
    Permalink

    and you can shop our 100 silk edit to discover all of our styles made in 100 pure silk.Alternatively,sexy velma

  • loungewear
    می 8, 2025 در t 2:59 ب.ظ
    Permalink

    sexy velmaAdore Me Vira Set in Blacksemi-sheer black corset set with lace up back and tulle detailspinterestAvailable in standard and plus sizes,this semi-sheer black corset set from Adore Me is seriously decadent.

  • hokusWhina
    می 8, 2025 در t 3:05 ب.ظ
    Permalink

    Ищите кухня купить? Gloriakuhni.ru портфолио мебельной фабрики GLORIA, мы работаем в ЛО и СПб. У нас огромный выбор фурнитуры, 800+вариантов отделки, гарантия – 3 года. 3D-проект — в подарок каждому. Онлайн-калькулятор простой. 5 звёзд на Яндексе и Авито. Дарим столешницу и стеновую панель каждому клиенту. Создадим качественно кухню под любой бюджет и в срок.

  • sexy lingerie
    می 8, 2025 در t 3:10 ب.ظ
    Permalink

    or add delicate laces and embroideries for more decorative flair in our main lingerie or loungewear collections.velma cosplay sexyCaring for silkWorried about silk being difficult to take care of? Think again! Our straightforward guide shows you how to handwash your lingerie in 4 easy steps,

  • Lordvoa
    می 8, 2025 در t 5:46 ب.ظ
    Permalink

    Psychologist. Анонимный чат поддержки. Сайт психологов.

    Психологическое консультирование заключается в том, чтобы помочь клиенту разобраться в своих проблемах и вместе с ним найти пути выхода из сложной ситуации.
    Частые разногласия с самыми близкими.
    Анонимный прием.
    Психологическое консультирование.

  • ücretsiz takipçi
    می 8, 2025 در t 6:06 ب.ظ
    Permalink

    constantly i used to read smaller posts that also clear their
    motive, and that is also happening with this post which I am reading at
    this time.

  • AllaAdjouro
    می 8, 2025 در t 6:31 ب.ظ
    Permalink

    Если вам нужна быстрая доставка грузов по России, обратите внимание на компания Vozim — профессионалов в сфере логистики. Мы гарантируем бережную транспортировку любых партий, будь то оборудование или специализированные грузы. С нами вы уменьшите время и избежите риски при перевозках.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.