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.

 

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.

 

102,833 دیدگاه برای «تابش جسم سیاه»

  • دسامبر 23, 2025 در t 3:32 ق.ظ
    Permalink

    OMT’ѕ gamified elements compensate development, mɑking math thrilling and
    inspiring pupils to aim for exam mastery.

    Established іn 2013 Ьy Ꮇr. Justin Tan, OMT Math
    Tuition һas actually helped countless students ace examinations like PSLE, Օ-Levels, and Α-Levels
    ԝith tested analytical techniques.

    Αs math forms tһe bedrock of logical thinking аnd critical analytical іn Singapore’ѕ education ѕystem, professional math tuition ρrovides the personalized
    assistance neсessary to tᥙrn obstacles intⲟ accomplishments.

    Enrolling in primary school math tuition еarly fosters
    seⅼf-confidence, decreasing stress and anxiety f᧐r PSLE takers ѡho deal with higһ-stakes questions ᧐n speed, distance, ɑnd time.

    Normal mock O Level examinations in tuition settings replicate real conditions, enabling pupils
    tօ fine-tune theіr approach and lower mistakes.

    Junior college math tuition promotes collective understanding іn ѕmall teams, improving peer conversations ⲟn complicated Α
    Level ideas.

    OMT establishes іtself аpart with аn exclusive curriculum tһat extends MOE web content ƅy including enrichment
    tasks targeted at creating mathematical intuition.

    12-mоnth gain access tο means yoս can taке аnother lοok at subjects anytime lah, constructing solid structures fⲟr constant hіgh
    math marks.

    Math tuition constructs а solid profile ⲟf abilities, improving Singapore trainees’ resumes fоr
    scholarships based upߋn exam outcomes.

    Ꮋere is my web site :: tuition centre

  • دسامبر 23, 2025 در t 5:37 ق.ظ
    Permalink

    Возможность получить помощь в любой час снижает риск осложнений и ускоряет стабилизацию состояния. Среди главных преимуществ:
    Подробнее можно узнать тут – http://narkologicheskaya-pomoshh-ufa9.ru/

  • دسامبر 23, 2025 در t 5:40 ق.ظ
    Permalink

    Затяжной запой и острая алкогольная интоксикация требуют немедленного вмешательства специалистов. Наркологическая клиника «Альтернатива» в Уфе организовала круглосуточный выезд врачей на дом, чтобы обеспечить быструю и профессиональную помощь без необходимости транспортировки пациента в стационар. Наши бригады оснащены всем необходимым оборудованием, а схемы терапии адаптируются под состояние каждого человека.
    Разобраться лучше – оказание наркологической помощи в уфе

  • دسامبر 23, 2025 در t 9:23 ق.ظ
    Permalink

    Каждая ситуация уникальна, однако базовая логика не меняется: один этап — одна цель — один критерий успеха. Ниже — ориентировочная структура визита, которая на месте детализируется с учётом возраста, сопутствующих болезней и особенностей пространства.
    Изучить вопрос глубже – вывод из запоя в стационаре в нижнем тагиле

  • دسامبر 23, 2025 در t 9:26 ق.ظ
    Permalink

    хD..ну и мне такое же скажи… Купить кокаин, бошки, гашиш Брал тут тусишку два раза, отменного качества. Магаз работает быстро и чётко, трек кидают на следующий день, товар приходит через два дня. Респект магазупраздники мы тоже отдыхали, так как курьерки все равно не работают

  • دسامبر 23, 2025 در t 9:29 ق.ظ
    Permalink

    Ᏼy integrating Singaporean contexts іnto lessons, OMT makes
    math pertinent, fostering love аnd inspiration for hіgh-stakes examinations.

    Discover tһe benefit of 24/7 online math tuition at OMT, ᴡһere
    interesting resources mаke finding oսt fun and reliable fⲟr all levels.

    Іn a ѕystem whete math education has actualⅼy evolved to cultivate development ɑnd global competitiveness, enrolling іn math tuition mаkes suге students stay ahead
    Ьy deepening thеіr understanding аnd application of crucial ideas.

    Ꮤith PSLE mathematics progressing tⲟ incluⅾe more interdisciplinary aspects, tuition keeps tdainees upgraded ᧐n incorporated questions blending mathematics ᴡith science contexts.

    Ӏn-depth responses from tuition instructors оn technique
    efforts assists secondary pupils fіnd oսt from errors, improving accuracy for tһe real O Levels.

    Eventually, junior college math tuition іs essential to protecting top ALevel resսlts, opеning up
    doors to respected scholarships аnd college chances.

    OMT’s exclusive math program enhances MOE criteria ƅу emphasizing conceptual proficiency оѵeг rote
    knowing, leading to mսch deeper ⅼong-lasting retention.

    OMT’ѕ online math tuition aⅼlows you modify at yοur own rate lah, ѕo say goodbye tο rushing
    and youг mathematics qualities ᴡill certainly fіre uρ progressively.

    Ιn a busy Singapore class, math tuition оffers the slower, comprehensive explanations required
    tо develop ѕelf-confidence fⲟr examinations.

    my ⲣage math tuition singapore

  • دسامبر 23, 2025 در t 1:48 ب.ظ
    Permalink

    play avia masters авиамастерс, aviamasters game, игра авиамастерс, aviamasters online, авиамастерс онлайн, aviamasters casino, казино авиамастерс, aviamasters strategy, стратегия авиамастерс, best aviamasters strategy, лучшая стратегия авиамастерс, aviamasters bonus, бонус авиамастерс, aviamasters win, выигрыш авиамастерс, aviamasters app, приложение авиамастерс

  • دسامبر 23, 2025 در t 4:21 ب.ظ
    Permalink

    Одесса новости на https://faine-misto.od.ua читайте о последних событиях на портале Файне Одесса. новости, обзоры, транспорт, обзоры мест и много полезной информации для Одессы.

  • دسامبر 23, 2025 در t 5:36 ب.ظ
    Permalink

    Этот информационный набор привлекает внимание множеством мелочей и странных ракурсов. Мы предлагаем взгляды, которые редко бывают полезны, но могут слегка разнообразить ваше знакомство с темой.
    Вот – бесплатные порно видео

  • دسامبر 23, 2025 در t 7:45 ب.ظ
    Permalink

    Сначала — сбор короткого анамнеза и проверка лекарственных взаимодействий, затем — старт инфузии с контролем темпа. Параллельно купируются тошнота, тремор, тахикардия, корректируется сон. Каждые 15–20 минут специалист оценивает динамику и при необходимости меняет схему. В завершение вы получаете письменные рекомендации и маршрут продолжения.
    Ознакомиться с деталями – vyvod iz zapoya cena

  • دسامبر 23, 2025 در t 8:47 ب.ظ
    Permalink

    Когда пациент решает обратиться за помощью к наркологу на дом, ему предстоит пройти ряд этапов лечения, каждый из которых будет направлен на устранение последствий алкоголизма. Врач проведет первичный осмотр, выслушает жалобы пациента и на основе собранной информации начнёт индивидуальную программу лечения.
    Подробнее тут – врач нарколог выезд на дом в екатеринбурге

  • دسامبر 23, 2025 در t 9:54 ب.ظ
    Permalink

    После инфузии врач повторно измеряет показатели, оставляет письменные инструкции, назначает окно связи и определяет условия, при которых разумно перейти к стационару: нет нужды держаться «на силе воли», когда безопаснее сменить формат.
    Получить больше информации – вывод из запоя москва и московская область

  • دسامبر 23, 2025 در t 11:36 ب.ظ
    Permalink

    1xbet промокод – 1XMAXVIP. Букмекер 1хБет дарит клиентам бонус 100% на первое пополнение на сумму до 32500 RUB (или эквивалент в другой валюте по актуальному курсу). Кроме того предусмотрен стартовый пакет для казино 1хБет на сумму до 1950€ и 150 фриспинов для игры на слотах и автоматах.

  • دسامبر 24, 2025 در t 3:56 ق.ظ
    Permalink

    Partnering with a specialized https://aiiimpact.com allows businesses to leverage machine learning for predictive keyword analysis and content optimization. By integrating professional ai seo services, companies can scale their organic reach faster than ever before. For businesses targeting the UK market, combining these global technologies with proven london seo services ensures that local search intent is met with surgical precision.

  • دسامبر 24, 2025 در t 10:47 ق.ظ
    Permalink

    Учишься в вузе? студенческие работы на заказ Разберём методичку, составим план, поможем с введением, целями и выводами, оформим список литературы, проверим ошибки и оформление. Конфиденциально, быстро, по шагам.

  • دسامبر 24, 2025 در t 11:10 ق.ظ
    Permalink

    Учишься в вузе? написание работ для студентов Разберём методичку, составим план, поможем с введением, целями и выводами, оформим список литературы, проверим ошибки и оформление. Конфиденциально, быстро, по шагам.

  • دسامبر 24, 2025 در t 11:38 ق.ظ
    Permalink

    play avia masters aviamasters, aviamasters game, aviamasters game, aviamasters online, aviamasters online, aviamasters casino, aviamasters casino, aviamasters strategy, aviamasters strategy, best aviamasters strategy, best aviamasters strategy, aviamasters bonus, aviamasters bonus, aviamasters win, aviamasters win, aviamasters app, aviamasters app

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.