1. Nurlanishning kvant tabiati. Absolyut qora jism nurlanish qonunlari

MAVZU: NURLANISHNING KVANT TABIATI

Reja:

1. Nurlanishning kvant tabiati.
2. Absolyut qora jism nurlanish qonunlari.
3. Kvant optikasi elementlari.

Manbaning nurlanishga sarflanayotgan energiyasi turlicha to’ldirilishi mumkin. Masalan:

- kimyoviy reaksiyada ajraladigan energiya hisobida yuzaga keladigan nurlanishga xemilyuminestsentsiya;
- elektr energiyasi hisobiga yuz beradigan gaz razryadi nurlanishiga elektrolyuminestsentsiya;
- elektronlar bilan bombardimon qilish tufayli yuzaga keladigan nurlanish katodolyuminestsentsiya;
- jismlarni qizdirish tufayli chiqariladigan nurlanish issiqlik nurlanishi va boshqalar.
Agar jism bilan nurlanish orasidagi energiya taqsimoti har bir to’lqin uzunligi uchun doimiy holsa, jism-nurlanish tizimidagi holat muvozanatli bo’ladi.
Barcha nurlanishlar orasida faqatgina issiqlik nurlanishi muvozanatli bo’ladi. Muvozanatda bo’lgan holat va jarayonlar uchun termodinamika qonunlarini qo’llash mumkin. Demak, issiqlik nurlanishi ham termodinamika tamoyillaridan kelib chiqadigan ba’zi umumiy qoidalarga bo’ysunadi. Bu qonunlarni ko’rib chihamiz.
Kirxgof qonuni. Nurlanayotgan jismning birlik yuzasidan hamma yo’nalish bo’ylab chiqarilayotgan energiya oqimiga jismning energiyaviy yorituvchanligi deyiladi.
(1)
bu yerda r_ωT jismning nur chiqarish qobiliyati deyiladi.
Jism sirtiga dФ nuriy energiya oqimi tushayotgan, bu energiya oqimining dФ' qismi yutilayotgan bo’lsin. Jismning nur yutish qobiliyati deb quyidagi o’lchamsiz kattalikka aytiladi:
(2)
Kirxgof qonuni quyidagicha: Nur chiqarish va nur yutish qobiliyatlarining o’zaro nisbati jismlarning tabiatiga bog’liq bo’lmay, hamma jismlar uchun chastota (yoki to’lqin uzunligi) hamda temperaturaning universal funktsiyasi hisoblanadi.
(3)
Stefan-Boltsman va Vin qonunlari. 1879-yilda Stefan, eksperimental natijalarga asoslanib, 1884-yilda Boltsman termodinamik mulohazalardan foydalanib, mutloq qora jismning energiyaviy yoritilganligi uchun quyidagi ifodani topdilar:
(4)
bu yerda - Stefan-Boltsman doimiysi deyiladi. (4) - ifoda Stefan-Boltsman qonuni deb ataladi.
Vin (1893 y.) termodinamika va elektrodinamika qonunlaridan foydalanib, spektral taqsimot funktsiyasining quyidagi ko’rinishda bo’lishini ko’rsatdi:
(5)

(6)
Bu ifodalar Vin qonunlari deb yuritiladi. Bu ifodadagi ga teng.