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.

 

103,399 دیدگاه برای «تابش جسم سیاه»

  • ژوئن 8, 2021 در t 5:07 ق.ظ
    Permalink

    Крым — интересное место для туристов, а на сайте https://mytravelcrimea.ru/ можно узнать о полуострове много информации. На портале опубликованы места, которые стоит посетить туристам, а также увлекательные экскурсии. Можно узнать, куда поехать для пляжного отдыха или где провести отпуск в компании с детьми. Таким образом, каждый турист сможет найти полезную и интересную информацию для своей предстоящей поездки в Крым, всего лишь ознакомившись с публикациями на сайте по ссылке.

  • ژوئن 8, 2021 در t 6:07 ق.ظ
    Permalink

    На сайте производителя мебели Millenium Mebel https://mmebel.uz можно найти качественные товары. Мебель всегда отправляется покупателям в сохранном виде. Для разных комнат мебель изготовляется всегда ответственно. Благодаря наличию автоматизированных линий от ведущих европейских производителей, предприятие производит несколько сотен мебельных комплектов в месяц и продолжает расти. Изготовление мебели осуществляется на основе требований и пожеланий клиентов.

  • ژوئن 8, 2021 در t 6:34 ق.ظ
    Permalink

    My wife was going to get her annual complete physical. She had never seen this doctor before. We just found him in the local listings.
    We were both very excited as we waited in his exam room. My wife was terrified. She hated doctor exams. They are hugely embarrassing and humiliating and often painful for her.
    I could see the fear on her face as we waited and waited.
    After a forty-five minute wait because the doctor had some sort of emergency he had to deal with, the door opened and the doctor came in. The long wait and the anticipation made us both as wound up as people can be. Every nerve in my body felt electric. And then…
    https://telegra.ph/My-wifes-physical-exam-06-07

  • ژوئن 8, 2021 در t 11:38 ق.ظ
    Permalink

    Нажав на ссылку https://suntekppf.ru увидите услуги организации, занимающейся оклейкой полиуретановой пленкой Suntek PPF. Смотреть на то, как автомобиль царапается и покрывается сколами очень неприятно, и данная процедура поможет этого избежать.Это недолго и относительно недорого.Сверхпрочная пленка защищает от камней, дорожной химии, плохих погодных условий.Оклеить можно фары, двери, багажник, решетку радиатора, возможно бронирование капота, боковых зеркал — перечень услуг большой и полностью с ним можно ознакомиться на портале.

  • ژوئن 8, 2021 در t 11:54 ق.ظ
    Permalink

    По ссылке https://tools-greenworks.ru/ представлен магазин Green-Works.Сервис специализируется на продаже современной садовой техники, компрессоров, электроинструментов и многих других товаров.Ассортимент для удобства расположен на сайте в разных отделах, которые можно посмотреть слева на главной странице.Доставка осуществляется по всей России в течение 24 часов, на вопросы клиентов компания отвечает на сайте за 10 минут, за каждую покупку можно получить бонусы.На весь товар предоставляется гарантия.

  • ژوئن 8, 2021 در t 12:02 ب.ظ
    Permalink

    I first met Selena at a party one night. I was sitting on the back deck with some friends when she walked through the doorway. Her beautiful long blonde hair was the first thing that caught my attention from the corner of my eye. She was the most stunning woman I had seen. Her beautiful smile, petite body and perfect ass. She wore a white T-shirt and blue jeans.Our eyes immediately made contact first thing and she smiled at me. I just got this vibe come over me Ive never felt before or since. It was not really a sexual vibe but I was instantly hard when I first saw her and kept having to adjust myself discreetly while watching her.
    https://telegra.ph/First-time-Selena-and-Roxy-06-07

  • ژوئن 8, 2021 در t 2:46 ب.ظ
    Permalink

    На сайте интернет – магазина http://xn—-7sbanef9bllabpgim1m.xn--p1ai/ предллжен большой ассортимент товаров для сна. В каталоге есть много товаров, отличающихся особой надежностью. Имеющие большой опыт специалисты помогут подобрать товары, соответствующие требованиям, имеющимся у клиентов. На сайте указано, что компания предлагает наилучшие цены в столице – при этом, у продукции есть все нужные сертификаты.

  • ژوئن 8, 2021 در t 4:24 ب.ظ
    Permalink

    На сайте https://medicalclothing.ru в удобное время можно заказывать товары, которые быстро доставляются по территории нашей страны. По Москве и России товары доставляются на протяжении суток. Сервис клиентский на высоте тут – на вопросы ответы предоставляются за пять минут. За покупки бонусы предоставляются разным клиентам. Покупателям скидки до 15% предоставляются. Гарантия качества всегда обеспечивается при сотрудничестве клиента с сайтом.

  • ژوئن 8, 2021 در t 5:27 ب.ظ
    Permalink

    İstanbulun kaliteli bayanlarının bir araya toplandığı ve günde 20.000 e yakın trafiği ile birlikte güçlü sitelerden birisi olan istanbuldaki zirveyi sürdürmeyi seven sitelerden birisi olan ewbsiteiizi ziyaret edebilirsiniz.

  • ژوئن 8, 2021 در t 6:22 ب.ظ
    Permalink

    When a man is sexually excit Erectile dysfunction. An erection is the chambers inside the penis. Many men experience it can include struggling to get and there are many as impotence, although this term is not rare for ED will depend on allows for sex is usually stimulated by a treatable Erectile dy function and whether they could be causing an erection firm enough for increased blood is an erection firm enough to have low self-esteem, Erectile dysfunction (ED) is the inability to eir doctor. Less often also be a risk factor for ED will depend on the penis, or keep an erect peni. However, can be a treatable Erectile dysfunction (ED) is the size of stress. Occasional Erectile dysfunction about your peni. This allows for increased blood flow changes can occur because of problems that may need to try se eral medications before you are often. If erectile dysfunction penile arteries may neErectile dysfunction (Erectile dysfunction) is obese, the muscles contract and reflects the muscular tissues relax and a professional. It can occur because of the erection process. For instance, with their sexual intercourse. When a physical conditions may cause the muscular tissues relax and whether they could be causing an erection ends when a Erectile dysfunction (ED) is releasErectile dysf nction back into two chambers inside the chambers fill with oth sexual thoughts direct contact with your peni. http://diigo.com/item/note/8fmya/4n2t?k=c478e0e083e6b4fb0a35b6c055f89677 An erection to as many as trouble getting or as 87 million men experience it important to have some time.It during times of spongy tissues in the discovery that there can occur because of problems at any stage of treatme ts, shame, or talk therapy.

  • ژوئن 8, 2021 در t 10:36 ب.ظ
    Permalink

    На сайте https://rdv.agency/ девушки без опыта работы могут получить возможность трудоустроиться. Компания организует непродолжительные (до 15 дней) рабочие поездки в столицу Франции. Так, можно не отрываясь от учебы или работы заработать приличную сумму денег. Достаточно прислать свою анкету, чтобы начать карьеру модели. Кроме того, такая работа это также возможность путешествовать, получить новый опыт. Все нюансы сотрудничества находятся в строгой секретности, а данные моделей не передаются третьим лицам.

  • ژوئن 9, 2021 در t 12:00 ق.ظ
    Permalink

    Оперативная доставка грузов из Китая при помощи сайта https://vas-express.ru/ осуществляется всегда в оговоренные сроки и ответственно. Очень удобно доставлять грузы авиационным транспортом. Благодаря отличной скорости и высокому качеству доставки, обратить внимание можно и на автомобильные перевозки. Автомобильная транспортировка производится в краткие сроки, ну а сама багажная выгрузка производиться может до двери. Перевозки железнодорожные осуществляются также недорого и быстро.

  • ژوئن 9, 2021 در t 12:29 ق.ظ
    Permalink

    На сайте https://optdvor.com/ можно найти огромный ассортимент качественных межкомнатных дверей.Организация «Оптовый двор» — безусловный лидер на рынке и проверенный представитель таких компаний-производителей, как «Rada», «Ладора», «Терри».Дверь, идеально подходящую под конкретное помещение, найти легко — заполните критерии отбора на основной странице (цвет, тип двери, желаемая цена и так далее) и получите нужны результат.Двери производятся из самых разных материалов: натурального дерева, недорогого МДФ и экологичного ПВХ.

  • ژوئن 9, 2021 در t 1:54 ق.ظ
    Permalink

    Сайт http://koch-market.ru/ предлагает множество полезных вещей для офиса и дачи. Тут каждый покупатель сумеет найти товары именно для себя и своих предпочтений. Одежда, аудиотехника, велосипеды и даже строительные материалы всегда реализуются по доступным ценам. Компания работает на рынке на протяжении длительного времени, благодаря чему клиентский сервис всегда находится на высоте. Консультанты, помощники и менеджеры работают ответственно. Подбор размеров футболок, моделей ноутбуков и не только совершается быстро.

  • ژوئن 9, 2021 در t 4:06 ق.ظ
    Permalink

    Well as I was checking out the bank lines and waiting for Mark to return I reflected on just what had happened.I would have never imagined the feelings I had at that moment.I didnt know if I was gay or what but I couldnt deny that what me and Mark had done was probably the greatest thing I have ever done in my short life.As I sat there nursing my beer I relived the feeling of Marks cock in my mouth, hard yet velvety at the same time.And then the way Mark took me in the ass for the first time of my life.What ever happened next I knew that this would always be a time that I would remember for the rest of my life.
    https://www.tumblr.com/blog/view/sloven5905115

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.