Задание: изучить материал, выполнить конспект.
«Все идеи в науке родились в
драматическом конфликте между реальностью
и нашими попытками ее понять.»
Отыщи всему начало, и ты многое поймёшь !
Козьма Прутков
Тепловым называют электромагнитное излучение, которое испускают нагретые тела за счет своей внутренней энергии. Тепловое излучение уменьшает внутреннюю энергию тела, и, следовательно, его температуру. Спектральной характеристикой теплового излучения является спектральная плотность энергетической светимости
Из повседневных наблюдений известно, что тела, нагретые до высоких температур, начинают светиться(уже при температуре около 500-800 К) Цвет света изменяется от красного до белого при повышении температуры. Температура на поверхности Солнца 6000 0С и оно светится желтым светом. Интенсивность излучения увеличивается с увеличением температуры. Излучение тел, обусловленное нагреванием, называется тепловым, или температурным излучением(инфракрасным). Тепловое излучение является самым распространенным в природе, оно совершается за счет энергии теплового движения атомов и молекул вещества, т.е. за счет внутренней энергии тел. Это излучение не видимо. Кроме того тела нагретые до очень высоких температур испускают так же невидимое УФ излучение.
Да, тепловое излучение, видимый свет и ультрафиолетовое излучение это электромагнитные волны, но разной частоты (длины волны). Т.е они имеют одинаковую природу.
Тело, поглощающее падающее на него излучение любой длины волны, называется абсолютно чёрным телом.
К абсолютно черным телам можно отнести Солнце, чёрный бархат, сажу.
К концу 19 в. Учёные выяснили что зависимость энергии тепловых излучений от длины волны выглядит так(работа по рис 143 стр 202(1 кривая). Эта кривая имеет чётко выраженный максимум в области видимого светового излучения, а в области УФ волн стремится к нулю.
|
|
Но теоретические исследования дают кривую 3, на которой максимум в области УФ волн. Это расхождение теории и практики получило название ультрафиолетовая катастрофа, п отому что объяснить его классическая физика не смогла.
В 1879 г.энергию излучения тел при различных температурах(лучеиспускательную способность) экспериментально исследовал профессор Венского университета Йосиф Стефан.
Историческая справка
Йозеф Стефан родился в Санкт-Пёльтене в 1835 г. Окончил гимназию и поступил в Венский университет, который окончил в 1857. Впоследствии преподавал в университете (с 1863 — профессор кафедры высшей математики и физики), являлся директором Института экспериментальной физики (с 1866), ректором университета (1876-1877), вице-президентом Австрийской академии наук.
Имя Стефана носит крупнейший исследовательский институт в Словении.
Известен своими работами по различным областям физики.Используя закономерность позже получившую название закона Стефана –Больцмана закономерность, впервые дал достоверную оценку температуры поверхности Солнца — около 6000 градусов. Теоретическое обоснование этого закона, известного как закон Стефана — Больцмана, было дано в 1884 году учеником Стефана Людвигом Больцманом.
Стефан установил, что лучеиспускательная способность абсолютно чёрного тела пропорциональна четвёртой степени абсолютной температуры. 
.
|
|
Теоретически обосновал эту зависимость в 1884 году друг и ученик Йосифа Стефана Людвиг Больцман.
Историческая справка
Людвиг Больцман родился 20 февраля 1844, в Вене- один из величайших физиков-теоретиков конца 19 — начала 20 века, и один из основателей статистической физики и физической кинетики, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1899). Вывел функцию распределения, названную его именем, и основное кинетическое уравнение газов. Дал статистическое обоснование второго начала термодинамики в 1872 году. Вывел один из законов теплового излучения (закон Стефана — Больцмана).
Семья была состоятельной. Пятнадцати лет он потерял отца. Людвиг учился прекрасно в школе, был прилежен, аккуратен и исключительно самокритичен. После окончания школы его обучение продолжилось в Венском университете.
В 1866 Л. Больцман защитил диссертацию и получил ученую степень, а через год он стал приват -доцентом. В 1868 двадцатичетырехлетний Больцман получил должность профессора математической физики в Граце. В 1869-76 Л. Больцман много времени посвящал преподаванию в Венском университете.
Зaслуживший всемирную известность как теоретик, Больцман был и весьма талантливым и увлеченным экспериментатором, но, конечно, теория была на первом плане.
Много лет возглавлял кафедру теоретической физики в Мюнхене, а позже в Венском университете.
Закон Стефана – Больцмана: