Лекция 9. Тепловое излучение. квантовая Физика лектор Войтик В.В

Спектр излучения черного тела. Гипотеза и формула Планка. Излучение Солнца. Основы

энергии между телом и излучением остается неизменным для каждой длины

внутренней энергии.
Тепловое излучение имеет место при любой температуре Т >

единицу времени с единицы поверхности излучающего тела во всем интервале

это энергия, испускаемая в единицу времени с единицы поверхности излучающего

к падающему потоку этой энергии, заключенному в узком интервале частот

Основные характеристики теплового излучения

и температур

Сажа, черный бархат и платиновая чернь имеют поглощательную

Абсолютно чёрное тело

с малым
отверстием.
Серое тело – это тело, для которого


Абсолютно белое

Абсолютно чёрное тело

Кирхгоф Густав Роберт (1874 - 1887) – немецкий физик,

поглощательная способность. Это означает, что тело сильнее поглощающее какие-либо лучи

, в экспериментальных работах –

энергетическая светимость любого тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры.
Больцман (1884),

СТЕФАН Йозеф (1835 -1893)
австрийский физик, основатель австрийской физической школы.

Больцман Людвиг (1844–1906) австрийский физик-теоретик

пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры:


где

что функция спектрального распределения должна иметь вид
или
И из данного

Вильгельм Карл Вин (1864-1928) немецкий физик член-корр. Берлинской АН

спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела, обратно пропорциональна абсолютной

из теоремы классической статистики о равнораспределении энергии по степеням свободы,

Джон Уильям Стретт Рэлей (1842–1919), английский физик

Джеймс Хопвуд Джинс (1877–1946), английский математик, физик и астроном

название ультрафиолетовой катастрофы
Формула удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными при больших

непрерывно, а в виде отдельных порций энергии (квантов), величина которых

Макс Карл Эрнст Людвиг Планк (1858—1947), немецкий физик

формула Планка




 
 
 

эти методы дают информацию о процессах взаимодействия на молекулярном уровне.

по изучаемым объектам: атомная и молекулярная. При помощи атомной спектроскопии

спектр уже известен. Кроме того, по ИК– и КР– спектрам

молекул и твердых тел, а также информацию об их молекулярной

– длина волны электомагнитного излучения (нм)
ω – волновое число (см-1)
Een,n+1

Eколv,v+1 ~ 10-3–10-1эВ = 0,1-10 кДж/моль

Eврj,j+1 ~ 10-5–10-3эВ = 10-3-0,1 кДж/моль

основных колебаний
Основные частоты.
«Область отпечатков пальцев»
Связи M-X
Вращательные переходы
Колебательно-вращательная спектроскопия

молекулах,
для исследования внутри- и межмолекулярных взаимодействий,
различных видов изомерии,

Колебательная спектроскопия

Области применения.

в материаловедении для исследования любых типов неорганических и органических материалов,

Колебательная спектроскопия

Области применения.

газовая
Кювета жидкостная разборная

(НПВО)

Приставка многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО)

Приставка зеркального отражения ПЗО

колебания
v – колебательное квантовое число (0, 1, 2, …) ∆v

приведенная масса

k(C≡C) > k(C=C) > k (C–C)

обертон
основная полоса поглощения
фундаментальная частота
∆v = ±1, ±2, …
∆j = ±1

жесткости связи
Длина связи
Момент инерции молекулы (2-х атом.)

атомов в молекуле
k – колебательное квантовое число
ωk – колебательная постоянная

Колебания.
Валентное симметричное (ν(s))
Валентное антисимметричное (ν(аs), ν(а))
Деформационное антисимметричное
((аs))
Деформационное симметричное
((s))

изменению дипольного момента молекулы.
dμ/dQ≠0
ω1=1387 cm-1
ω2=2350 cm-1

точные измерения, не требующие внешней калибровки • Можно увеличить скорость, получая

(световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического,

связи.

(источник энергии).
Система зеркал (оптический резонатор).

энергии на биологические ткани позволяет создавать лазерные медицинские многофункциональные приборы,

деструкцию биоткани; сухое операционное поле; минимальное повреждение окружающих тканей; эффективный

лазеротерапия. В основе биостимулирующего воздействия лазерной терапии на организм человека

лимфоотток, снижает холестерин, обезболивает, обладает антимикробным, антивирусным и противоаллергенным эффектом. 

процессов. Медицинские эффекты видимого и ультрафиолетового излучения.

света;
Фототаксис - движение организмов, например бактерий, к свету или от

Бактерицидное или бактериостатическое действие на микроорганизмы
Мутагенное действие
Канцерогенное действие
Ообразование витамина D из провитаминов
Эритемное действие на кожу
Образование загара
Терапевтические эффекты

процессы).
Межмолекулярные процессы переноса энергии возбужденного состояния (миграция энергии).
Первичный фотохимический акт.
Темновые

волны, нм
100
10
1
0,1
0,01
s
s
Инактивации трипсина под действием УФ-облучения

красным концом видимого света (с длиной волны[1] λ = 0,74

опасность для глаз. Наиболее опасно, когда излучение не сопровождается видимым

диапазон между фиолетовым концом видимого излучения и рентгеновским излучением (380

участках существенно различны, поэтому биологи иногда выделяют, как наиболее важные

системы, симпатико-адреналиновой системы, активирует защитные механизмы, повышает уровень неспецифического иммунитета,

иметь неблагоприятные послед-ствия для человеческого организма, называемые «световым голоданием». Наиболее

обусловлено химическими изменениями поглощающих его молекул живых клеток, главным образом

вид кожи человека, способствует образованию витамина D. В настоящее время

сердцебиение, понижение аппетита
Может вызвать гиперкальциемию, гемолиз, задержку роста и понижение

способность кожи (загар) приводит к ожогам.
Длительное действие ультрафиолета способствует развитию

к разрушению химических связей в ДНК. Поврежденная ДНК может стать

фотокератит (воспаление роговицы)
фотоконъюктивит (воспалению соединительной оболочке глаза)
ретинит
По оценкам

при интенсивном облучении вызывает типично радиационное поражение (ожог сетчатки). Тем