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.

 

102,849 دیدگاه برای «تابش جسم سیاه»

  • narkologiyatulamyday
    اکتبر 6, 2025 در t 9:21 ق.ظ
    Permalink

    Вызов врача нарколога — важная мера для тех‚ кто столкнулся с зависимостями. Услуги нарколога включает выявление зависимости и ее лечение‚ что особенно актуально в сложных обстоятельствах. Посетив narkolog-tula027.ru‚ вы можете вызвать врача на дом анонимно. Это гарантирует комфорт и безопасность. Услуги нарколога на дому обеспечивают комфортные условия для клиентов. Консультация нарколога позволяет выявить степень зависимости и назначить индивидуальную программу лечения. В процессе реабилитации важна поддержка для родственников‚ что помогает справиться с эмоциями. Специализированная наркологическая клиника предлагает комплексное лечение‚ включая психотерапевтические сеансы и медикаментозное лечение зависимостей. Не стоит откладывать обращение за помощью‚ ведь своевременное лечение алкоголизма и наркотической зависимости может спасти жизнь.

  • SeoBests
    اکتبر 6, 2025 در t 9:50 ق.ظ
    Permalink

    Have you ever considered about adding a little bit more than just your articles?
    I mean, what you say is important and all. But imagine if you added some great visuals
    or videos to give your posts more, “pop”! Your content is excellent but with images and
    video clips, this blog could definitely be one of the best in its field.
    Superb blog!

  • zapojtulamyday
    اکتبر 6, 2025 در t 10:10 ق.ظ
    Permalink

    Капельницы для выхода из запоя — это одной из самых востребованных медицинских процедур, применяемых для экстренного вывода из алкогольного запоя и очищения организма. В городе Тула имеется множество клиник, предлагающих услуги по лечению наркомании и алкоголизма, и цены на капельницы могут варьироваться в зависимости от уровня сервиса и качества препаратов и используемых медикаментов. Лечение алкоголизма начинается с экстренной помощи, и капельницы играют ключевую позицию в лечении запоя. Они помогают снять симптомы абстиненции, обеспечивая поддержку при запое. Стоимость лечения алкоголизма в Туле обычно колеблется от 3000 до 10000 рублей, в зависимости от клиники в зависимости от выборов учреждения и добавочных медицинских процедур.Экстренный вывод из запоя Медицинские учреждения в Туле предоставляют различные пакеты услуг, включая консультацию нарколога и реабилитацию пациентов. Важно выбирать учреждение, предлагающее не только капельницу от запоя, но и всесторонний подход к борьбе с алкогольной зависимостью.

  • vivodtulamyday
    اکتبر 6, 2025 در t 10:51 ق.ظ
    Permalink

    Сегодня охрана личной информации и интернет-приватность делаются все более важными. Если вы хотите оставаться анонимным в сети‚ важно использовать сервисы для анонимности‚ такие как виртуальные частные сети и прокси-серверы‚ которые помогут скрыть личность и обезопасить ваш IP-адрес. Эти инструменты гарантируют защиту соединения‚ что повышает безопасность в сети и конфиденциальность ваших действий. Кроме того‚ вы сможете обойти блокировки и посещать сайты без необходимости регистрации. Безопасность информации становится незаменимым аспектом анонимного использования интернета‚ что позволяет сохранять анонимность. narkolog-tula027.ru

  • vivodtulamyday
    اکتبر 6, 2025 در t 3:32 ب.ظ
    Permalink

    Наркологическая помощь в Туле: быстро и результативно В Туле услуги по вызову нарколога на дом становятся все более актуальными. В экстремальных случаях‚ связанных с злоупотреблением наркотиками‚ важно получить профессиональную помощь как можно быстрее. Вызов нарколога обеспечивает не только незамедлительное вмешательство‚ но и консультацию нарколога‚ что позволяет оценить состояние больного и принять необходимые меры. вызов нарколога на дом Помощь нарколога включает медикаментозную терапию и поддержку людей с зависимостями. Терапия зависимостей требует персонализированного подхода‚ и анонимное лечение становится важным аспектом для многих. Программы реабилитации для алкоголиков также доступна в рамках услуг наркологии в Туле‚ что позволяет людям вернуться к полному жизненному укладу. Важно помнить‚ что при наличии острых состояний всегда стоит обращаться за неотложной помощью специалистов. Услуги на дому могут значительно ускорить процесс восстановления и терапии.

  • vivodtulamyday
    اکتبر 6, 2025 در t 4:27 ب.ظ
    Permalink

    Нарколог — это профессионал, который обеспечивает поддержку людям, страдающим от зависимостей. Лечение зависимостей включает в себя очистку организма, медикаментозное лечение и психотерапию. Необходимо обратиться за консультацией нарколога для разработки индивидуального плана реабилитации. Поддержка родственников играет ключевую роль в выздоровлении, а группы поддержки помогают адаптироваться в обществе. Профилактика зависимостей также имеют значение, чтобы снизить риск рецидивов. Обращение к профессионалам на narkolog-tula028.ru гарантирует высококачественную помощь и поддержку на каждом этапе лечения.

  • alkogolizmtulamyday
    اکتبر 6, 2025 در t 5:09 ب.ظ
    Permalink

    Эффективная капельница от алкогольной зависимости – это весьма эффективный метод помощи алкогольной зависимости, что можно получить в городе Тула с помощью врачей-наркологов, работающих на выезде. В процессе используются введение определённых растворов, что помогают организму быстрее восстановиться с последствиями употребления алкоголя. При обращении за помощью при запое, вы можете получить не лишь капельницу от алкоголизма, но и советы нарколога. врач нарколог на дом тула Выведение из запоя гарантирует оперативное улучшение состояния пациента, а безопасность лечения капельницы обеспечивается опытными специалистами. Наркологическая помощь включает детокс-программу, направленную на очищение организма. Реабилитация зависимых – это важный этап после лечения, который поможет предотвратить возврат к употреблению. В Туле предоставляются услуги выездного нарколога, что дает возможность получить терапию в удобной обстановке. Не медлите, обратитесь за срочной помощью врача-нарколога уже сегодня!

  • Michaelneoni
    اکتبر 6, 2025 در t 6:18 ب.ظ
    Permalink

    В Екатеринбурге врачи Stop-Alko оказывают услуги вывода из запоя с выездом на дом — быстро и профессионально.
    Подробнее тут – скорая вывод из запоя

  • ShaneVup
    اکتبر 6, 2025 در t 8:05 ب.ظ
    Permalink

    Trade, earn points, and explore Web3 projects on Asterdex
    — your gateway to decentralized markets.
    I’ve been using Asterdex
    lately — cool platform where you can trade, collect points, and track crypto trends in one place.
    With Asterdex
    , users can trade assets, earn rewards, and explore data from multiple blockchains in real time.
    Check out Asterdex
    — you can trade, earn points, and discover trending tokens fast. ??
    aster points

  • beruangjitu
    اکتبر 6, 2025 در t 10:25 ب.ظ
    Permalink

    Terrific article! This is the type of info that are supposed to be shared around the web.
    Shame on Google for now not positioning this post higher!
    Come on over and consult with my website .
    Thanks =)

  • WilliamMaw
    اکتبر 6, 2025 در t 11:34 ب.ظ
    Permalink

    $MTAUR coin stands out with its audited security focus. Extending vesting for bonuses is a no-brainer. Maze battles against creatures? Count me in.
    minotaurus presale

  • ronix executor mobile
    اکتبر 6, 2025 در t 11:52 ب.ظ
    Permalink

    I was curious if you ever thought of changing the page layout of your blog?
    Its very well written; I love what youve got to say.
    But maybe you could a little more in the way of content so people could connect
    with it better. Youve got an awful lot of text for
    only having one or two pictures. Maybe you could space it out better?

  • SEO Best Backlinks
    اکتبر 7, 2025 در t 2:34 ق.ظ
    Permalink

    Thank yoou for any other excellent article. Where else may just anyone get that type
    of information in such a perfect way of writing? I’ve
    a presentation subsequent week, and I am on the search for such information.

  • WilliamMaw
    اکتبر 7, 2025 در t 3:39 ق.ظ
    Permalink

    The $MTAUR coin ICO partnerships key. Token conversions seamless. Hype deserved. minotaurus token

  • MPOMM
    اکتبر 7, 2025 در t 5:57 ق.ظ
    Permalink

    This article will help the internet users for setting up new webpage or even a blog from start to end.

    Visit my blog post MPOMM

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.