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.

 

103,429 دیدگاه برای «تابش جسم سیاه»

  • Michaelamist
    آوریل 4, 2021 در t 6:37 ب.ظ
    Permalink

    best online international pharmacies india: usa pharmacy india ordering medicine from india

  • 32x32 şeffaf clan sembolleri
    آوریل 4, 2021 در t 7:39 ب.ظ
    Permalink

    Knight online 32×32 şeffaf clan sembolleri platforumuna hoşgeldiniz.
    Clan sembol sitemiz free bir websitedir ve bütün paylaşımlar insanlara açıktır.
    KoSimge ile oyun oynarken daha keyifli ve dostluklar kurabildiğiniz clanlarınızda 32×32 şeffaf
    clan sembolleri ile akıllar da kalıcı bir symbol
    sizlere marka değeri vericektir. Uzun uzun sizleri sıkmak istemiyorum, web sitemizi ziyaret ederek bol zengin içeriklere ulaşabilirsiniz saygı değer dostlarım…

    32×32 şeffaf clan sembolleri

  • Nereida
    آوریل 4, 2021 در t 9:04 ب.ظ
    Permalink

    to learn about psychic soulmate sketch reviews, visit: https://sites.google.com/view/soulmate-sketch-review-reading/home

    This video is presenting psychic soulmate sketch reviews valuable information but also try to cover the
    following subject:
    -psychic soulmate sketch and description
    -soulmate sketch reading
    -psychic soulmate sketch reviews

    Youtube is the very best website to go when searching
    for videos about psychic soulmate sketch reviews.

    Psychic soulmate sketch reviews is undoubtedly something that intrigues you and
    a lot of people so I made this video .
    _________________________
    If you would like to learn even more concerning psychic soulmate sketch and description I suggest you to look
    into our various other video clips :
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    Now that you have actually watched my YT video regarding psychic soulmate sketch reviews has it helped?

    Please ‘like’ the vid to assist other people looking for psychic soulmate sketch and description or soulmate sketch reading 🙂

    Awesome! Its in fact amazing post, I have got much clear idea about from this article.

  • instagram takipçi satın al
    آوریل 4, 2021 در t 11:40 ب.ظ
    Permalink

    Merhaba instagram günümüz dijital dünyasında oldukça popüler olan kaliteli sosyal
    paylaşım sitelerinden biridir. İnsanlar bu platformu genel olarak beğenerek
    kullandıklarından daima burayı ziyaret etmekte ve burada vakit geçirmektedirler.

    instagram üzerinde bir hesaba sahip olunduğunda daima insanlarla etkileşim kurmak için dinamik bir potansiyel ortaya çıkmış demektir.

    Bu aşamada hesabın doğru ve etkin kullanımı sayesinde hedef kitleye ulaşılması ve onların hesabı takip etmeleri her bakımdan sağlanabilir.
    instagram üzerinde insanları kazanmak için yapılması gereken şey düzenli şekilde daima iyi paylaşımlarla
    hesabı canlı tutmaktır. Bu sayede zaman içerisinde yeni takipçilerin kazanılması mümkün olur.

    Ancak bu duruma ek olarak fayda sağlanabilecek farklı nitelikte
    hususlar da vardır. Takipçi satın alım işlemleri
    bunlardan biridir. instagram takipçi satın al hizmetleri sunan kaliteli bir siteden amaçlara uygun olarak gerekli şekilde takipçilerin satın alınması daima
    mümkün olur. Bu kaliteli site bu konuda müşterilerine oldukça iyi hizmetler vermektedir.

    Türk Gerçek Takipçi
    instagram üzerinde iyi şekilde bir prestije sahip olmak için takipçi konusundaki seçimleri
    de iyi bir şekilde yapmak gereklidir. Bu konudaki seçenekler genel olarak oldukça iyi bir yapıya sahiptir.

    Bu site üzerinde de bu kapsamda çok güzel tercih olanaklarına yer verilmiştir.

    instagram üzerinden güzel şekilde bir
    prestij elde etmenin en iyi yollarından biri Türk gerçek
    takipçiler satın almaktır.
    Türk gerçek takipçilerle kolay bir etkileşim kurmak her bakımdan daha mümkün olabilmektedir.
    Bu site bünyesinde Türk gerçek takipçilerin satışları en iyi şekilde yapılmaktadır.
    Burada yer alan paket seçenekleri arasında 500, 1000, 2000,
    3000 ve 15000’e kadar devam eden seçenekler bulunmaktadır.

    Bu firma bünyesinde istenilen şekilde bu paketlerin satın alımları rahatlıkla yapılabilir.

    instagram takipçi satın al

  • Adrienne Noone
    آوریل 5, 2021 در t 12:56 ق.ظ
    Permalink

    Link exchange is nothing else except it is only placing the other person’s webpage link on your page at
    proper place and other person will also do same in support
    of you.

  • escort diyarbakır
    آوریل 5, 2021 در t 8:06 ق.ظ
    Permalink

    Her bayanın farklı fantezi tutkusu olduğu ve sınırsız olarak
    diyarbakır escort hizmetleriyle beraberliklerini
    sıcak samimi tavırlarıyla gerçekleştirmek için yapmış oldukları
    tercihle sitemiz diyarbakır ofis escort bayan ilan reklam platformunda siz beylere ulaşmak ve
    aramanızı sapğlamak için sosyal ve blog yazıları ilede dikkat çekmektedir.

    escort diyarbakır

  • Michaelamist
    آوریل 5, 2021 در t 4:07 ب.ظ
    Permalink

    all generic meds from india: meds from india india pharmacies online

  • bahigo
    آوریل 6, 2021 در t 12:43 ق.ظ
    Permalink

    Son zamanlarda popüler olan ve tecrübeli bahis şirketleri arasında
    yer alan bahigo sitesi sayesinde sizler de yüksek kazançlar sağlayabileceksiniz.
    İllegal bahis sitelerinin renkli dünyasına katılarak, mükemmel bahis oranları ile kazanmayı tadabilirsiniz.

    Tek yapmanız gereken bahigo yeni üyelik kaydı oluşturarak mükemmel fırsatları değerlendirmek olacaktır.

    Sitenin kuruluş amacı ve hizmetleri doğrultusunda değerlendirdiğimizde, kullanıcı dostu bir bahis
    sitesi olduğunu söyleyebiliriz. Bahigo yeni üyelik alarak siteye giriş yapan tüm oyuncuların yorumları oldukça iyidir.

    Sitede bahis oynayan kişiler güncel dönem bahis siteleri arasında en iyilerinden birini kullandıklarının farkındadır.

    Siz değerli bahis oyuncuları da bu profesyonel dizaynı hak etmektesiniz.
    Son derece güncel ve hızlı sunuculara sahip olan site üzerinden bahigo yeni
    üyelik alarak avantajlı casino ortamına katılmak tamamen sizin elinizdedir.
    Tecrübeli yönetim kadrosu sayesinde oyuncularını memnun etmeyi başaran bahis şirketi,
    tüm personel ve bahis ekibini sıkı bir biçimde denetlemektedir.

    Site üzerinde hileye karşı oldukça iyi yazılımlar kullanılmaktadır.
    Lisanslı bahis sitesi üzerinden resmi oyunlar ile bahis oynamak
    oldukça keyiflidir. Bahigo yeni üyelik almak için sitemizde bulunan adresleri kullanarak giriş yapabilirsiniz.
    Bu keyifli casino ortamında sizler de kazanç sağlayabilir ve kasanızı katlayabilirsiniz.

    Son derece popüler olan bahis sitesinin adresi sürekli değişiklik gösterebilmektedir.
    Sektöre yeni giren oyuncularımız bilmese de, tecrübeli oyuncuların bildiği üzere, bahis
    siteleri engellemelere uğrayabilmektedir. Yasal olarak ülkemiz üzerinden kabul edilmeyen ve
    Malta lisansları ile hizmet veren bahigo giriş adresi de engellemeler sonucunda değişmektedir.

    Güncel bahis sitelerinin daha az denk geldiği bu engellemeler, popüler bahis sitelerine daha fazla uygulanmaktadır.

    Curaçao e-gaming resmi lisansları ile hizmet veren bahis şirketi,
    resmi lisanslar ile hizmet vermektedir. Avrupa bahis siteleri kadrosunda yer alan bahigo
    giriş adresi ülkemizde değişebilmektedir.
    Her zaman güncel giriş adresine sitemiz üzerinden ulaşabilirsiniz.
    Oldukça avantajlı kampanyaları, dengeli bahis oranları ve bonus seçenekleri ile bahis oynamanıza
    imkan tanıyan bahigo giriş adresi için sitemizdeki linkleri kullanabilirsiniz.
    Güvenilir ve doğru adrese ulaşmak hiç bu kadar kolay olmamıştı..

    bahigo

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.