חוק פלאנק – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
חוק פלאנק לקרינת גוף שחור |
יוניון ג'ק (שיחה | תרומות) אין תקציר עריכה תגית: הוספת תבנית לשינויים בערך |
||
שורה 1:
{{מחפש מקורות}}
{{לערוך|ויקיזציה}}
בפיזיקה, גוף שחור הוא עצם אידאלי הבולע באופן מושלם קרינה אלקטרומגנטית בכל אורכי הגל, ללא החזרה או העברה. הגוף השחור פולט קרינה אלקטרומגנטית באופן התלוי אך ורק בטמפרטורה שלו, על פי חוק פלאנק. קרינה זו מכונה קרינת גוף שחור. הקרינה הנפלטת אינה תלויה בקרינה הפוגעת, פרט להשפעה של זו על טמפרטורת הגוף. גוף שחור אידאלי הוא קירוב טוב לתיאור הקרינה הנפלטת מגופים חמים רבים: אור השמש, נורת להט וקרינת תת-אדום מבעלי חיים.
שורה 4 ⟵ 6:
הסיבה לצורה של נוסחת פלאנק היא יצירתם של הפוטונים באנרגיות בדידות (קוונטים בלעז). הבנה זו, יחד עם הסבר האפקט הפוטואלקטרי, היוו את תחילתה של תורת הקוונטים.
בתחילה לא היה ידוע מה גורם לפליטת הקרינה באורכי הגל השונים; בתחילת המאה ה-20 פותחה נוסחה באופן אמפירי (על ידי ניסויים) המתארת את ספקטרום הפליטה של הגוף השחור, בכל אורכי הגל, עבור טמפרטורה נתונה. נוסחה זו נקראת חוק ריילי-ג'ינס על שם מפתחיה, ג'ון ויליאם סטראט ריילי וג'יימס ג'ינס:{{ש}}
<math>I(\lambda) = \frac{k_B T}{\pi ^2} \frac{1}{\lambda ^2}</math>{{ש}}▼
▲I(\lambda) = \frac{k_B T}{\pi ^2} \frac{1}{\lambda ^2}
כאשר \ \lambda הוא אורך הגל, \ k_B הוא קבוע בולצמן ו-\ T היא הטמפרטורה בקלווין.
שורה 13 ⟵ 14:
כתוצאה מ"קטסטרופה" זו החליטו להגביל נוסחה זו לתחום אורכי הגל הארוכים ונמצאה נוסחה חדשה לאורכי הגל הקצרים, בשם נוסחת וין (גם היא באופן אמפירי).
לבסוף אוחדו שתי הנוסחאות על ידי מקס פלאנק, למשוואת פלאנק:{{ש}}
▲<nowiki>I(\nu,T) =\frac{2h\nu^{3}}{c^2}\frac{1}{ e^{\frac{h\nu}{k_BT}}-1}
בפיתוח נוסחה זו הניח פלאנק כי האנרגיה נפלטת מגוף שחור במנות בדידות של אנרגיה (קוונטים של אנרגיה):</nowiki>▼
▲בפיתוח נוסחה זו הניח פלאנק כי האנרגיה נפלטת מגוף שחור במנות בדידות של אנרגיה (קוונטים של אנרגיה):
<math>\ E= nh\nu = n \hbar \omega</math>{{ש}}
כאשר \ h הוא קבוע פלאנק, \ \nu היא תדירות הקרינה ו-\ n הוא מספר טבעי. כלומר, מנות האנרגיה הן כפולות של מנה בסיסית, התלויה בתדירות בלבד. הנחה זו היא אחת ההנחות הבסיסיות שהביאו לפיתוח תורת הקוונטים.
{{ערך יתום}}
|