در حال ویرایش جسم سیاه
هشدار: شما وارد نشده‌اید. نشانی آی‌پی شما برای عموم قابل مشاهده خواهد بود اگر هر تغییری ایجاد کنید. اگر وارد شوید یا یک حساب کاربری بسازید، ویرایش‌هایتان به نام کاربری‌تان نسبت داده خواهد شد، همراه با مزایای دیگر.
این ویرایش را می‌توان خنثی کرد.
لطفاً تفاوت زیر را بررسی کنید تا تأیید کنید که این چیزی است که می‌خواهید انجام دهید، سپس تغییرات زیر را ذخیره کنید تا خنثی‌سازی ویرایش را به پایان ببرید.
| نسخهٔ فعلی | متن شما | ||
| سطر ۱: | سطر ۱: | ||
| − | جسمی است که در تمام [[طول موج]] ها [[تابش]] می کند و اگر [[نور]]ی به آن تابیده شود بازتابی از آن رخ نمی دهد. | + | جسمی است که در تمام [[طول موج]] ها [[تابش]] می کند و اگر [[نور]]ی به آن تابیده شود بازتابی از آن رخ نمی دهد. می توان [[ستاره|ستارگان]] را با دقت بالایی جسم سیاه در نظر گرفت. |
| − | با تقریب خوبی | + | با تقریب خوبی می توان یک جسم توخالی با سطح درونی کاملا بازتابی را که روزنه ی کوچکی برای ورود و خروج [[نور]] دارد یک جسم سیاه در نظر گرفت. تابشی که از راه این روزنه وارد جسم شود احتمال خیلی کمی دارد که از آن خارج شود. این تابش به طور پی در پی در سطوح درونی این جسم بازتاب می شود و در هر بازتاب مقداری از آن چذب خواهد شد. اگر از درون روزنه ی جسم به درونه آن نگاه کنیم سیاه خواهد بود. |
اگر جسم سیاه را داغ کنیم،از خود [[تابش الکترومغناطیسی]] خواهد داشت. [[طیف]] این تابش مستقل از جنس جسم سیاه است و فقط به [[دما]]ی آن وابسته خواهد بود. بررسی جسم سیاه و تفسیر دقیق آن به وسیله ی [[پلانک]] یکی از بنیان های [[نظریه]] ی [[مکانیک کوانتومی]] را پایه گذاری کرد. | اگر جسم سیاه را داغ کنیم،از خود [[تابش الکترومغناطیسی]] خواهد داشت. [[طیف]] این تابش مستقل از جنس جسم سیاه است و فقط به [[دما]]ی آن وابسته خواهد بود. بررسی جسم سیاه و تفسیر دقیق آن به وسیله ی [[پلانک]] یکی از بنیان های [[نظریه]] ی [[مکانیک کوانتومی]] را پایه گذاری کرد. | ||
[[پرونده:Black body.svg|300px|thumb|left|در این تصویر طیف تابشی یک جسم سیاه در دماهای مختلف همراه با مقایسه ای از مدل فیزیک کلاسیک برای توضیح این پدیده نمایش داده شده است.]] | [[پرونده:Black body.svg|300px|thumb|left|در این تصویر طیف تابشی یک جسم سیاه در دماهای مختلف همراه با مقایسه ای از مدل فیزیک کلاسیک برای توضیح این پدیده نمایش داده شده است.]] | ||
| سطر ۱۳: | سطر ۱۳: | ||
که در بین اجسام معمولی، سطح صیقلی فلزات (آینه) کمترین قدرت جذب انرژی تابشی ( حدود 6 درصد ) | که در بین اجسام معمولی، سطح صیقلی فلزات (آینه) کمترین قدرت جذب انرژی تابشی ( حدود 6 درصد ) | ||
را دارد و قسمت عمدة آن را بازتاب می دهد. بدیهی است که هر چه سطح جسم ناهموارتر باشد. مقدار | را دارد و قسمت عمدة آن را بازتاب می دهد. بدیهی است که هر چه سطح جسم ناهموارتر باشد. مقدار | ||
| − | بیشتری از انرژی تابشی را | + | بیشتری از انرژی تابشی را می تواند جذب کند. |
هر جسمی که بتواند در دمای معمولی، تمامی انرژی تابشهایی را که با هر طول موج و تحت هر زاویه | هر جسمی که بتواند در دمای معمولی، تمامی انرژی تابشهایی را که با هر طول موج و تحت هر زاویه | ||
ای که بر آن بتابد، جذب کند، اصطلاحاً جسم سیاه نامیده می شود. بدیهی است که هر گاه جسم سیاه در | ای که بر آن بتابد، جذب کند، اصطلاحاً جسم سیاه نامیده می شود. بدیهی است که هر گاه جسم سیاه در | ||
| − | محیطی که دمای کمتری دارد. قرار گیرد، | + | محیطی که دمای کمتری دارد. قرار گیرد، می تواند تمامی تابشهای جذب شده را نشر دهد. یعنی جسم سیاه |
هم جذب کنندة کامل و هم نشر دهندة کامل است. هر چند چنین جسمی ممکن است وجود خارجی نداشته | هم جذب کنندة کامل و هم نشر دهندة کامل است. هر چند چنین جسمی ممکن است وجود خارجی نداشته | ||
| − | باشد ولی تا حدی | + | باشد ولی تا حدی می توان به آن دسترسی پیدا کرد. در عمل برای دست یافتن به جسمی که تقریباً مانند |
جسم سیاه عمل کند، حفره ای در دیواره یک کوره که جدار داخلی آن کاملاً دوده اندود بوده و به تعداد | جسم سیاه عمل کند، حفره ای در دیواره یک کوره که جدار داخلی آن کاملاً دوده اندود بوده و به تعداد | ||
زیادی از پره های دوده اندود مجهز باشد، ایجاد می کنند. در این صورت تقریباً 97 درصد انرژی پرتوهایی | زیادی از پره های دوده اندود مجهز باشد، ایجاد می کنند. در این صورت تقریباً 97 درصد انرژی پرتوهایی | ||
| سطر ۳۰: | سطر ۳۰: | ||
نداشته باشد، جسمی که آنها را تابش می کند نیز دیده نمی شود و سیاه به نظر می آید، از این رو، اصطلاحاً | نداشته باشد، جسمی که آنها را تابش می کند نیز دیده نمی شود و سیاه به نظر می آید، از این رو، اصطلاحاً | ||
تابش جسم سیاه نامیده شده است. | تابش جسم سیاه نامیده شده است. | ||
| − | بدیهی است با بالا رفتن دما، جسم سیاه | + | بدیهی است با بالا رفتن دما، جسم سیاه می تواند تابشهایی با طول موج های کوتاهتری را منتشر |
کند. مثلاً در دماهای پائین تر از 1000 کلوین، فقط پرتوهای زیر قرمز تابش می شوند ( تابشهای گرمایی ) که | کند. مثلاً در دماهای پائین تر از 1000 کلوین، فقط پرتوهای زیر قرمز تابش می شوند ( تابشهای گرمایی ) که | ||
دیده نمی شوند. | دیده نمی شوند. | ||
| سطر ۴۸: | سطر ۴۸: | ||
علاوه بر آن در هر دما، طول موجی که به ازای آن، انرژی تابشی جسم سیاه به مقدار ماکزیمم خود می | علاوه بر آن در هر دما، طول موجی که به ازای آن، انرژی تابشی جسم سیاه به مقدار ماکزیمم خود می | ||
رسد، کوتاهتر می شود. | رسد، کوتاهتر می شود. | ||
| − | به منظور توجیه چنین روندهای غیر منتظره ای، روابطی ارائه شد که هیچ یک | + | به منظور توجیه چنین روندهای غیر منتظره ای، روابطی ارائه شد که هیچ یک نمی توانستند مبنای |
درستی برای توجیه کامل روند نتایج تجربی مربوط به تابش جسم سیاه باشند. پلانک 3 ، به منظور ارائه یک | درستی برای توجیه کامل روند نتایج تجربی مربوط به تابش جسم سیاه باشند. پلانک 3 ، به منظور ارائه یک | ||
زیر بنای نظری قابل قبول برای توجیه نتایج تجربی تابش جسم سیاه و جسم ملتهب در سال 1900 نظریة | زیر بنای نظری قابل قبول برای توجیه نتایج تجربی تابش جسم سیاه و جسم ملتهب در سال 1900 نظریة | ||
کاملاً تازه ای به شرح زیر بیان داشت که نظریة کوانتومی تابش نامیده شده است: | کاملاً تازه ای به شرح زیر بیان داشت که نظریة کوانتومی تابش نامیده شده است: | ||
| − | بر خلاف نظریة کلاسیک، یک نوسان کننده، | + | بر خلاف نظریة کلاسیک، یک نوسان کننده، نمی تواند تمام مقادیر پیوسته انرژی را در برداشته باشد. |
بلکه باید قبول کرد که در هر شرایطی دارای مقدار مشخصی انرژی است. هر یک از این مقادیر مشخص | بلکه باید قبول کرد که در هر شرایطی دارای مقدار مشخصی انرژی است. هر یک از این مقادیر مشخص | ||
| − | ) است. یعنی | + | ) است. یعنی می توان نوشت: e انرژی، مضارب درستی از یک واحد بنیادی انرژی به نام کوآنتوم انرژی ( |
E = ne | E = ne | ||
| − | عدد درستی است که عدد کوانتومی نامیده می شود و | + | عدد درستی است که عدد کوانتومی نامیده می شود و می توان تمام اعداد درست مثبت و صفر n که |
را به آن نسبت داد. | را به آن نسبت داد. | ||
| − | هر نوسان کننده، فقط هنگامی | + | هر نوسان کننده، فقط هنگامی می تواند مقداری از انرژی خود را تابش کند که دارای سطوح انرژی |
سقوط کند (E1) به سطح انرژی مجاز پایین تر (E2 ) مشخص و مجازی باشد و از یک سطح انرژی مجاز بالاتر | سقوط کند (E1) به سطح انرژی مجاز پایین تر (E2 ) مشخص و مجازی باشد و از یک سطح انرژی مجاز بالاتر | ||
| − | که در این صورت، تفاوت انرژی دو سطح را به صورت یک کوانتوم انرژی تابش می کند، یعنی | + | که در این صورت، تفاوت انرژی دو سطح را به صورت یک کوانتوم انرژی تابش می کند، یعنی می توان نوشت: |
e = E2 - E1 | e = E2 - E1 | ||
به ازای هر طول موج، یک کوانتوم مشخص تابش می شود که مقدار آن با عکس طول موج و یا با | به ازای هر طول موج، یک کوانتوم مشخص تابش می شود که مقدار آن با عکس طول موج و یا با | ||
| سطر ۶۷: | سطر ۶۷: | ||
ثابتی است که به ثابت پلانک معروف شد. و مقدار آن برابر h فرکانس تابش و v که در آن | ثابتی است که به ثابت پلانک معروف شد. و مقدار آن برابر h فرکانس تابش و v که در آن | ||
6.626 است . این رابطه را با توجه به اینکه ´10-34 Js l | 6.626 است . این رابطه را با توجه به اینکه ´10-34 Js l | ||
| − | است | + | است ،می توان به صورت زیر نوشت : v = c |
l | l | ||
e = hc | e = hc | ||
| − | که نشان می دهد، بر خلاف نظریة کلاسیک انرژی ، E = nhv : با توجه به روابط بالا، | + | که نشان می دهد، بر خلاف نظریة کلاسیک انرژی ، E = nhv : با توجه به روابط بالا، می توان نوشت |
تابشی با فرکانس تابش متناسب است ( نه با توان دوم آن ) | تابشی با فرکانس تابش متناسب است ( نه با توان دوم آن ) | ||
در توجیه پیوسته به نظر آمدن تابشهای [[الکترومغناطیس]]، [[پلانک]]، فرض کرد که هر نوسان کننده، یک | در توجیه پیوسته به نظر آمدن تابشهای [[الکترومغناطیس]]، [[پلانک]]، فرض کرد که هر نوسان کننده، یک | ||
