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.

 

103,608 دیدگاه برای «تابش جسم سیاه»

  • ilan verme siteleri
    مارس 29, 2021 در t 12:27 ق.ظ
    Permalink

    Ücretsiz İlan ver

    Vereceğiniz ilanda adaylarda aradığınız niteliklerin detaylı olarak “ ilan verme siteleri “ ifade edebileceğiniz özel
    bir kısım bulunmaktadır. Bu kısımda dilediğiniz nitelikleri listeleyebilir, özel olarak belirtmek
    istediğiniz noktaları belirtebilirsiniz. Ayrıca ilanı yayınlamadan önce adaylara
    deneyimleri ya da yetkinlikleri hakkında soru sorabilme imkanınız bulunmaktadır.
    Böylece adayları daha ilk aşamada oluşturduğunuz sorularla eleme ya da gruplandırabilme imkanına sahip
    olabilirsiniz. İlanınızda eklemek istediğiniz alanları doldurduktan sonra
    firmanızın bulunduğu ya da aday toplayacağınız lokasyonları sayfanızın en altında yer alan kısımdan seçebilirsiniz.
    Ardından “ ücretsiz ilan ver “Yayınlama Koşulları
    ve Gizlilik Politikasını Kabul Ediyorum” seçeneğini tıklayarak ilanınızı “Kaydet ve İlerle” kısmından editör onayına gönderebilirsiniz.

    İlanınız yayınlandıktan kısa bir süre sonra başvurularınız artacak ve siz de bu adaylar içerisinde

    ilan verme siteleri

  • Raymondlubal
    مارس 29, 2021 در t 1:24 ق.ظ
    Permalink

    Learn several foreign languages

    It’s nice to come to Italy and say “Buongiorno!” passing waiter. And then catch the admiring glances of those with whom you came. Is not it? But it has long been known that learning foreign languages contributes to the development of a good memory. It’s also very interesting! So why not take advantage of this?

    These are effective methods for training memory. But there is also something interesting. Memory is inextricably linked to proper and good brain function. This means that stimulating its work allows you to improve memory:

    It has been proven that regular sports activities increase brain activity and improve memory;
    No to gray days! It is well remembered that that does not fit into the framework of everyday life. Try to change the environment, add bright colors, go to the store on a new path … It is not necessary to radically change your life. Just add something new to your daily routine, and your brain will work with renewed vigor;
    Add new habits. For example, tidying up your desk in the morning is a great start to a productive day!
    Meditation, relaxation make the brain switch, relax. This means that he will perform new tasks with renewed vigor;
    Music has a magical effect on our brain. It has been proven that people who practice music have better memory and analytical skills;
    Teamwork. Brainstorms have proven their effectiveness more than once. And now scientists have proven that the decisions made in the team were more accurate and faster. They attribute this to the fact that information is easier to perceive and assimilate during communication. Therefore, solve problems together!
    The brain assimilates and sorts information while we sleep. So don’t ignore this process.
    Conclusion

    This is just a small part of the effective techniques for developing memory. But simple reading will not work. Apply these techniques. Remember, only 50% of the result depends on the doctor, and the remaining 50% on the patient. Without working on yourself, you will never reach the top.
    Figure 1. Sample structure of coursework
    The above structure can only serve as a guide. When giving the assignment to write a term paper, the teacher usually shows a sample of drawing up a plan, explains which sections should be contained in it.
    How to write the introduction of a term paper correctly

    The introduction is what is always read. If the main part of the commission (and even the leader, if he is not very conscientious) can skim through, then the first pages of the text will certainly receive close attention. As the title implies, this section serves to introduce readers to the course of the matter, to briefly describe the research. The introduction consists of typical parts:
    Relevance of the topic. You need to explain why you chose this particular topic, why it should be considered. The arguments presented depend significantly on the direction of the research – it can be either the novelty of the topic (“in connection with active changes in this area”), or its controversial nature (when one large scientific school expresses one opinion, and another – another), or practical significance. For historical topics, it is necessary to establish a connection with the present, to trace what the events of the past are affecting now, to draw parallels.
    Objective. A goal is what you want to achieve as a result of your research. For undergraduate coursework, the goal may be to “learn” something, or “systematize knowledge” about something. In senior years, the work is more practical in nature, and the goals change – “to formulate recommendations for improvement”, “to develop a project”, “to identify ways to improve efficiency.”
    Work tasks are a kind of “steps” to achieve the goal. If the goal of the work is one, then there are several tasks. Their number should correspond to the number of paragraphs in the work plan. Each item in the table of contents is a separate task.
    Dated using verbs – “analyze”, “consider”, “characterize”, “describe”, “classify”, “reveal” and others.

    high quality, unbiased service to all essay example pay for someone to write my paper example tulane community service fellowship essay

  • sahibinden araba
    مارس 29, 2021 در t 4:20 ق.ظ
    Permalink

    Merhaba Aday veri tabanında yüz binlerce adayı barındıran ve onlara iş olanakları
    sunan sahibinden araba ücretsiz iş ilanı ver seçeneği ile mühendis,
    öğretmen, muhasebeci, bankacı, pazarlamacı, doktor, uzman, yönetici gibi ilanlara ek olarak vasıflı ve vasıfsız eleman, işçi,
    evden çalışabilecek ya da engelli eleman gibi çok
    farklı pozisyonlarda da ilan verebilirsiniz. Firmamız, her türlü alandan dilediğiniz çalışanı bulma şansı sunan ve
    bunu ücretsiz ilan ver bir şekilde gerçekleştirmenizi sağlayan profesyonel firmalardan biridir.
    Aradığınız elemana hızlı bir şekilde ulaşmak isterseniz, isbul.net üzerinden ücretsiz ilan ver seçeneğini tıklayarak dilediğiniz ilanı yayına alabilirsiniz.

    sahibinden araba

  • kosembol
    مارس 29, 2021 در t 10:56 ق.ظ
    Permalink

    Knight Online oyuncularının en büyük sıkıntılarından bir tanesi tekrarlanan ve sürekli
    aynı clan sembollerini kullanan insanlar. Bizler sizler için bir devrim yaratıyoruz nedir mi ?

    32×32 şeffaf clan sembolleri isteyen ve özel tasarım olmasını talep eden bir çok ko oyuncusu bulunmaktadır.

    Clan logo günümüz de bir çok paylaşım yapan web site var lakin hepsi
    yıllanmış ve eski şeffaf clan sembolleri.

    Klan logoları oyuncular arasında bir nevi işaret ve akıllarda yer alan simgedir.
    Knight online şeffaf sembol paylaşımı yapan sitemiz
    tamemen ücretsiz bir paylaşım sitesidir.

    simgeler semboller özel ve en güncel tasarımlar ile oynadığınız server da bir
    marka olun ve herkes sizi konuşsun ! kosimge ile en başarılı ve
    en iyi clan siz olun …!

    kosembol

  • Cami Halısı Fiyatları
    مارس 29, 2021 در t 7:10 ب.ظ
    Permalink

    Cami Halısı Satış Sitesi

    Türkiye’nin dört bir tarafına cami halılarımızı gönderiyoruz.
    Cami halı modellerimizle adımızdan söz ettiriyoruz.
    Renk ve desen konusunda aradığınız kaliteyi sizlere kolayca sunabiliriz.
    Üretimini gerçekleştirdiğimiz cami halı fiyatları birbirinden farklı tasarımlarla işleniyor.
    Firmamızın amacı camilerin iç mimarisinin rengine ve dokusuna uyum gösterecek halıları imal
    edebilmektir. Cami halı modellerinde zengin ürün çeşitliliği sizleri bekliyor.
    Cami halıları önemli dekorasyon ürünlerinden bir tanesidir.
    Cami içerisinde ibadet edilirken dinimizin usullerine göre temizliğe önem
    gösterilmelidir. Biz yün cami halısı konusunda beklentilere cevap veriyoruz.
    Cami halıları birer dekorasyon malzemesi olarak cami zeminlerinde
    kullanılmaktadır. Aradığınız uygun fiyatlı cami halısını
    hemen internet adresimizden inceleyebilirsiniz.
    Size özel seçeneklerimizle biz beklentilere en iyi şekilde karşılık veriyor.

    Cami Halısı Fiyatları

  • Cami Halısı Fiyatları
    مارس 30, 2021 در t 12:53 ق.ظ
    Permalink

    Kaliteli Cami Halıları

    Cami halısı modellerimizde zengin renk ve desen seçeneğini sizlere sunuyoruz.
    Her cami yapısına uygun halı modellerine tek tıkla kolayca ulaşabilirsiniz.
    Uzun zamandır cami halısı üretimi gerçekleştiren firmamız bu alanda ihtiyaçları karşılamaya
    devam ediyor. İnternet üzerinde yün cami halısı seçimi yapmak
    için sitemizi ziyaret edebilirsiniz. Birbirinden farklı halı modellerimizle beklentilerinizi tam olarak karşılayabiliyoruz.
    Yeni nesil araçlarımızla yüksek kaliteli cami halılarını tasarlayabiliyoruz.
    Hizmetlerimiz ve referanslarımız konusunda detaylı bilgileri internet adresimizden hemen inceleyebilirsiniz.
    Farklı tip ürünlerimizle camilerin ihtiyacı olan halıları en uygun fiyatlardan sunabiliriz.

    Cami Halısı Fiyatları

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.