Кванттык теориянын жаралышы

1.

Кванттык теориянын
жаралышы
Доц.Др.Тамара Карашева

2.

Жылуулук нурдануу
Жылуулук нурдануу –нурдануучу заттын атом жана
молекулаларынын жылуулук кыймылынын б.а.
ички энергиясынын эсебинен болгон электромагниттик нурдануу.
Жылуулук нурдануу:
Абсолюттук нөлдөн айырмалуу болгон температурадагы бардык нерселер нурданат;
Ар кандай агрегаттык абалдагы бардык нерселерге
тиешелүү б.а. заттын тегинен көз каранды эмес;
Зат менен термодинамикалык тең салмактуулукта болгон
бирден бир нурдануу

3.

Жылуулук нурдануунун
закондору
Бардык нерселер
үчүн
Кирхгофтун закону
Абсолюттук кара
нерселер үчүн
Виндин закону
Стефан-Больцмандын
закону
Планктын
формуласы

4.

Кирхгофтун закону
Бул закон термодинамиканын экинчи законунун негизинде
алынып, андан кийин тажрыйбада тастыкталган.
Кирхгоф:
«Бирдей температурадагы жана бирдей толкун узундуктагы нурданууларда бардык нерселер үчүн нурдануу
жөндөмдүүлүгүнүн жутуу жөндөмдүүлүгүнө катышы
бирдей болот.»
Демек, нурдануу жөндөмдүүлүгүнүн жутуу жөндөмдүүлүгүнө болгон катышы заттын тегинен көз каранды эмес
жана жыштыктын, температуранын функциясы болот.
Реалдуу нерселердин жутуу жөндөмдүүлүгү 1ден
кичине.

5. Абсолюттук кара нерсе

Жылуулук нурдануу мүнөздөө үчүн абсолюттук кара
нерсе модели сунушталган.
Абсолюттук кара нерсени ичи көңдөй
жана каптал бети тунук эмес көлөмдүү
нерсени элестет.
Абсолюттук кара нерсенин каптал бетине жасалган өтө
кичине көзөнөк аркылуу нурдануу кире турган болсо, ал
дээрлик нерсенин ичинде калат, анткени анын жутуу
жөндөмдүүлүгү 1ге барабар.
Табиятта абсолюттук кара нерсе жок. Кара көө, кара
бархат чектелүү жыштык интервалында абсолюттук кара
нерсеге жакындашат.

6. Стефан-Больцмандын закону

Больцман 1884-жылы термодинамиканын жана
жарыктын электромагниттик теориясынын негизинде
Стефандын законун чыгарган.
Абсолюттук кара нерсенин бирдик беттик аянтынан
бирдик убакыт ичинде нурданган энергия абсолюттук температуранын төртүнчү даражасына пропорциялуу.
100К температурада абсолюттук кара нерсе бирдик
беттен 5.67 ватт энергияны нурдантат. 1000Кде 1 кв.м
туура келген кубаттуулук 56.7 кватт ка чейин
жогорулайт.

7. Виндин закону(1893)

Абсолюттук кара нерсенин термодинамикалык температурасынын нурдануусунун максималдуу толкун
узундугуна көбөйтүндүсү турактуу чоңдукка барбар.
b ≈ 2,9⋅10-3 м⋅К
Абсолюттук кара нерсенин нурдануусунун
максималдык толкун узундугу абсолюттук
температурага тескери пропорциялуу.

8. Рэлей-Джинстын формуласы

Рэлей жана Джинс абсолюттук кара нерсенин нурдануусун
статистикалык физиканын негизинде түшүндүрүүгө аракет
кылышат.
Классикалык теорияга ылайык термодинамикалык тең
салмактуулукта ар бир эркиндик даражасына бирдей kT
энергиясы бөлүштүрүлөт деп эсептелет.
Графикте ω кичине болгондо Рэлей-Джинстын,
ω чоң болгондо Виндин теориясы экспериментке жооп бере

9. Планктын гипотезасы

Абсолюттук кара нерсенин нурдануусун мүнөздөө үчүн
М.Планк классикалык физиканын принциптеринен баш тартат.
Классикалык көз карашка ылайык: ар кандай системалардын
энергиясы үзгүлтүксүз өзгөрүшү керек.
М.Планк:
•Абсолюттук кара нерсенин осцилляторлорунун(атомдору жана
молекулалары) нурдануусу үзгүлтүсүз эмес.
•Термелүүнүн амплитудасы өзгөргөндө, б.а. чоң амплитудадан
төмөнкү амплитудага өткөндө нурдануу ишке ашат.
•Ал эми төмөнкү амплитудадан чоң амплитудага өткөндө жутулуу
ишке ашат.
•Осцилляторлор энергияны порция б.а. энергиянын кванты түрүндө
нурдантат же жутат.

10.

Планктын формуласы
• кичине жыштыктарда- Рэлей Джинстын формуласына,
• чоң жыштыктарда Виндин формуласына өтөт
• классикалык теория кванттык теориянын жеке учуру катары
каралат.

11. Фотоэффект(1905)

А. Эйнштейн Планктын идеясына таянып, фотоэффект
кубулушун түшүндүргөн жана физикага «фотон» деген
терминди киргизген.
E h

12.

Электроддорго чыңалуу берилгенде чынжырда ток
жүрөт. Бул ток фотоэлектрдик ток деп аталат.
1.Токтун чоңдугу жарык агымынан көз каранды
2.Электрондордун ылдамдыгы жарыктын жыштыгынан
көз каранды.
3.Ар бир зат үчүн «фотоэффекттин кызыл» чеги деп
аталат.

13. Колдонулушу

14. Күн батареялары

15.

16.

Көңүл бурганыңыздар үчүн
чоң рахмат!