Tokiu atveju kūnas įkaista dėl radiacijos. Šiluminės spinduliuotės bangos ilgis. Spinduliavimo energijos sugerties dėsnis

Perleidžiant kūno spinduliuotę per prietaisą, kuris jį skaido į spektrą, galima spręsti apie vienokio ar kitokio ilgio bangų buvimą spinduliuotėje, taip pat įvertinti energijos pasiskirstymą spektro dalyse. Tokie spektrai vadinami emisijos spektrai. Pasirodo, garai ir dujos (ypač monoatominės) kaitinant arba elektros išlydžio metu suteikia (esant žemam slėgiui, kai atomų sąveika praktiškai nepastebima) linijų spektrus, susidedančius iš gana siaurų „linijų“, t.y. dažnių intervalais, kur spinduliavimo intensyvumas yra reikšmingas. Taigi, vandenilis matomoje spektro dalyje suteikia penkias eilutes, natris – vieną (geltoną) liniją. Kai naudojama didelės raiškos spektrinė įranga, daugelyje linijų randama sudėtinga struktūra. Didėjant slėgiui, kai veikia atomų sąveika tarpusavyje, taip pat esant sudėtingai molekulių struktūrai, gaunamos platesnės linijos, kurios virsta gana plačiomis sudėtingos struktūros juostomis (dryžuoti spektrai). Tokie dryžuoti spektrai ypač stebimi skysčiuose. Galiausiai, kaitinant, kietosios medžiagos suteikia praktiškai nenutrūkstamus spektrus, tačiau intensyvumo pasiskirstymas spektre skirtingiems kūnams yra skirtingas.

Spinduliuotės spektrinė sudėtis taip pat priklauso nuo kūnų temperatūros. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo daugiau (ceteris paribus) vyrauja aukšti dažniai. Taigi, kylant kaitinamosios lempos kaitinamojo siūlelio temperatūrai, keičiantis juo tekančios srovės srovei, keičiasi kaitinamojo siūlelio spalva: iš pradžių kaitinamasis siūlas silpnai šviečia raudona šviesa, vėliau matoma spinduliuotė tampa intensyvesnė ir trumpesnė. -bangos ilgis – vyrauja geltonai žalia spektro dalis. Tačiau, kaip paaiškės vėliau, ir šiuo atveju didžioji dalis spinduliuojamos energijos atitinka nematomą infraraudonųjų spindulių diapazoną.

Jei nepertraukiamo spektro spinduliuotė praeina per medžiagos sluoksnį, tada įvyksta dalinė absorbcija, dėl kurios ištisiniame spinduliuotės spektre gaunamos minimalaus intensyvumo linijos. Matomoje spektro dalyje jie atrodo kontrastingai kaip tamsios juostos (arba linijos); tokie spektrai vadinami sugerties spektrai. Taigi saulės spektras, perpjautas plonų tamsių linijų (Fraunhoferio linijų) sistemos, yra sugerties spektras; tai vyksta saulės atmosferoje.

Spektrų tyrimas rodo, kad keičiantis kūno temperatūrai kinta ne tik šviesos emisija, bet ir jos sugertis. Šiuo atveju nustatyta, kad gerai spinduliuojantys kūnai taip pat turi didelę sugertį (Prevost), o sugertieji dažniai sutampa su skleidžiamais (Kirchhoff). Čia neatsižvelgiame į reiškinius, susijusius su dažnio keitimu (liuminescencija, Komptono efektas, Ramano sklaida), kurie dažniausiai atlieka nereikšmingą vaidmenį.

Ypač domina XIX amžiaus fizikai. sukėlė įkaitusių kūnų spinduliavimą. Faktas yra tas, kad elektros iškrovos metu, vykstant tam tikroms cheminėms reakcijoms (chemiliuminescencijai), įprastos liuminescencijos metu reikia nuolat eikvoti energiją, dėl kurios atsiranda spinduliuotė, t.y. procesas nėra pusiausvyros.

Įkaitinto kūno spinduliuotė tam tikromis sąlygomis gali būti pusiausvyroje, nes spinduliuojama energija gali būti absorbuojama. XIX amžiuje termodinamika buvo sukurta tik pusiausvyros procesams; todėl buvo galima tikėtis sukurti tik įkaitusio kūno spinduliavimo teoriją.

Taigi, įsivaizduokime kūną, kurio viduje yra ertmė su veidrodinėmis (ty visiškai atspindinčiomis bet kokio dažnio spinduliuotę) sienelėmis. Tegul į šią ertmę įdedami du savavališki kūnai, suteikiantys nenutrūkstamą spinduliuotės spektrą; jų temperatūra iš pradžių gali skirtis. Jie keisis spinduliuotės energija tol, kol nusistovi pusiausvyra: kiekvieno kūno paviršiaus elemento per laiko vienetą sugerta energija bus lygi to paties elemento skleidžiamai energijai. Tokiu atveju visa ertmė bus užpildyta įvairaus dažnio spinduliuote. Pasak rusų fiziko B. B. Golitsyno, šiai spinduliuotei turėtų būti priskirta tokia pati temperatūra, kokia bus nustatyta spinduliuojantiems kūnams pasiekus pusiausvyros būseną.

Kiekybiniam aprašymui pristatome paskirstymo funkciją e(ν, T), paskambino spinduliuotė kūnas. Darbas edv, kur dv- be galo mažas dažnių intervalas (šalia dažnio ν), nurodo kūno paviršiaus vieneto išspinduliuojamą energiją per laiko vienetą dažnių intervale (ν, ν+ dv).

Toliau skambinsime absorbcijos pajėgumas kūno funkcija a(ν, T), kuris nustato kūno paviršiaus elemento sugertos energijos ir ant jo patenkančios energijos santykį, esantį dažnio intervale (v, ν + dv).

Lygiai taip pat galima apibrėžti atspindėjimasr(ν , T) kaip atspindėtos energijos dažnių diapazone (ν, v+dν) ir krintančios energijos santykis.

Idealizuotų veidrodinių sienų atspindžio koeficientas yra lygus vienybei visame dažnių diapazone - nuo mažiausio iki savavališkai didelių.

Tarkime, kad atėjo pusiausvyros būsena, o pirmasis kūnas per laiko vienetą spinduliuoja energiją iš kiekvieno paviršiaus vieneto

Jei spinduliuotė patenka į šį vieną paviršių iš ertmės, apibūdinama funkcija Ɛ(v, T) dv, tada energijos dalis, kurią lemia sandauga a 1 (v, T) Ɛ(v, T) dv, bus sugertas, likusi spinduliuotė atsispindės. Tuo pačiu metu vienetinis antrojo kūno paviršius spinduliuoja galią e 2 (v, T) dv, bet absorbuojamas a 2 (v, T)Ɛ(v, T) dv.

Iš to išplaukia, kad esant pusiausvyrai įvykdoma ši sąlyga:

Jis gali būti pavaizduotas kaip

(11.1)

Šiame įraše pabrėžiama, kad bet kurio kūno spinduliuotės ir jo sugerties gebos santykis tam tikroje temperatūroje tam tikrame siaurame dažnių diapazone yra pastovi visų kūnų vertė. Ši konstanta lygi vadinamosios spinduliuotės koeficientui juodas kūnas(t. y. kūnai, kurių absorbcija lygi vienetui visame įsivaizduojamame dažnių diapazone).

Šis juodas kūnas yra ta ertmė, kurią svarstome. Todėl, jei kūno sienelėje padaroma labai maža skylutė su ertme, kuri pastebimai nepažeidžia šiluminės pusiausvyros, tai silpnas spinduliuotės srautas iš šios skylės bus būdingas juodojo kūno spinduliuotei. Tuo pačiu metu aišku, kad pro tokią angą į ertmę patenkanti radiacija turi nežymiai mažą tikimybę ištrūkti atgal, t.y., ertmė visiškai sugeria, kaip ir turėtų būti juodam kūnui. Galima įrodyti, kad mūsų samprotavimai išlieka galiojantys net tada, kai veidrodinės sienos pakeičiamos sienomis su mažesniu atspindžiu; vietoj dviejų kūnų galima paimti kelis arba vieną, arba tiesiog atsižvelgti į pačios ertmės sienelių spinduliavimą (jei jos nėra veidrodinės). (11.1) formule išreikštas dėsnis vadinamas Kirchhoffo dėsniu. Iš Kirchhoffo dėsnio išplaukia, kad jei funkcija Ɛ(v, T), apibūdinant juodo kūno spinduliuotę, bet kurio kito kūno spinduliuotę būtų galima nustatyti išmatuojant jo sugeriamąją gebą.

Atkreipiame dėmesį, kad maža skylė, pavyzdžiui, mufelinės krosnies sienelėje kambario temperatūroje, atrodo juoda, nes, sugerdama visą į ertmę patenkančią spinduliuotę, ertmė beveik nespinduliuoja, nes yra šalta. Tačiau įkaitinus krosnies sienas skylė tarsi šviečia ryškiai, nes iš jos aukštoje temperatūroje (900 K ir aukštesnėje) išeinančios „juodosios“ spinduliuotės srautas yra gana intensyvus. Kylant temperatūrai, intensyvumas didėja ir raudona spinduliuotė pirmiausia suvokiama kaip geltona, o vėliau kaip balta.

Jei ertmėje yra, pavyzdžiui, puodelis iš balto porceliano su tamsiu raštu, tada karštos krosnies viduje raštas nebus pastebimas, nes jo paties spinduliuotė kartu su atspindėtuoju savo sudėtimi sutampa su spinduliuote. ertmės užpildymas. Jei greitai išnešiate puodelį į lauką, į šviesią patalpą, iš pradžių tamsus raštas šviečia ryškiau nei baltas fonas. Po aušinimo, kai paties puodelio spinduliuotė tampa nykstančia maža, kambarį užpildanti šviesa vėl sukuria tamsų raštą baltame fone.

Įkaitę kūnai skleidžia elektromagnetines bangas. Ši spinduliuotė atliekama paverčiant kūno dalelių šiluminio judėjimo energiją spinduliavimo energija.

Kūno elektromagnetinė spinduliuotė, esanti termodinaminės pusiausvyros būsenoje, vadinama termine (temperatūros) spinduliuote. Kartais šiluminė spinduliuotė suprantama ne tik kaip pusiausvyrinė, bet ir kaip nepusiausvyrinė kūnų spinduliuotė dėl jų įkaitimo.

Tokia pusiausvyrinė spinduliuotė atsiranda, pavyzdžiui, jei spinduliuojantis kūnas yra uždaroje ertmėje su nepermatomomis sienelėmis, kurių temperatūra yra lygi kūno temperatūrai.

Termiškai izoliuotoje kūnų sistemoje, kurios temperatūra yra tokia pati, šilumos mainai tarp kūnų skleidžiant ir sugeriant šiluminę spinduliuotę negali pažeisti sistemos termodinaminės pusiausvyros, nes tai prieštarautų antrajam termodinamikos dėsniui.

Todėl kūnų šiluminiam spinduliavimui turi būti įvykdyta Prevosto taisyklė: jei du tos pačios temperatūros kūnai sugeria skirtingus energijos kiekius, tai jų šiluminė spinduliuotė šioje temperatūroje turi būti skirtinga.

Kūno energijos šviesumo spinduliavimo (spinduliavimo) geba arba spektrinis tankis yra En, m reikšmė, skaitinė lygi kūno šiluminės spinduliuotės paviršiaus galios tankiui ir vieneto pločio dažnių intervalui:

Kur dW yra šiluminės spinduliuotės energijos kūno paviršiaus ploto vienetui per laiko vienetą dažnių diapazone nuo v iki v + dr.

Emisijos koeficientas En,m yra kūno šiluminės spinduliuotės spektrinė charakteristika. Tai priklauso nuo dažnio v, absoliučios kūno temperatūros T, taip pat nuo jo medžiagos, formos ir paviršiaus būklės. SI sistemoje En,t matuojamas j/m2.

Kūno sugerties arba monochromatinės sugerties koeficientas vadinamas reikšme An,t, kuri parodo, kokią energijos dW dalį per laiko vienetą per kūno paviršiaus ploto vienetą perduoda elektromagnetinės bangos, kurių dažniai nuo v iki v. + dv absorbuojamas organizme:

An,t yra bematis dydis. Jis, be spinduliavimo dažnio ir kūno temperatūros, priklauso nuo jo medžiagos, formos ir paviršiaus būklės.

Kūnas vadinamas visiškai juodu, jei esant bet kokiai temperatūrai jis visiškai sugeria visus ant jo patenkančius elektromagnetinius laukus: An,t juodas = 1.

Tikri kūnai nėra visiškai juodi, tačiau kai kurie iš jų yra artimi visiškai juodam kūnui savo optinėmis savybėmis (suodžių, platinos juodumo, juodo aksomo matomos šviesos srityje turi An,m, kurie mažai skiriasi nuo vienybės)

Kūnas vadinamas pilku, jei jo sugertis yra vienoda visiems dažniams n ir priklauso tik nuo kūno paviršiaus temperatūros, medžiagos ir paviršiaus būklės.

Tarp bet kurio nepermatomo kūno spinduliavimo En,t ir sugeriančių An,t gebėjimų yra ryšys (Kirhoffo dėsnis diferencine forma):

Esant savavališkam dažniui ir temperatūrai, kūno spinduliuotės ir jo sugerties santykis yra vienodas visiems kūnams ir yra lygus visiškai juodo kūno spinduliavimo koeficientui en,m, kuris yra tik dažnio ir temperatūros funkcija ( Kirchhoffo funkcija En,m = An,dešimt,m = 0).

Integralinė kūno spinduliuotė (energijos šviesumas):

yra kūno šiluminės spinduliuotės paviršiaus galios tankis, t.y. visų galimų dažnių spinduliuotės energija, skleidžiama iš vienetinio kūno paviršiaus per laiko vienetą.

Juodo korpuso integralioji spinduliuotė eТ:

2. Juodojo kūno spinduliavimo dėsniai

Juodosios kūno spinduliuotės dėsniai nustato eT ir e n,T priklausomybę nuo dažnio ir temperatūros.

Cmefano įstatymas – Boltsmap:

σ reikšmė yra universali Stefano-Boltzmanno konstanta, lygi 5,67 -10-8 W/m2*deg4.

Energijos pasiskirstymas juodo kūno spinduliuotės spektre, ty en, T priklausomybė nuo dažnio esant skirtingoms temperatūroms, yra tokia, kaip parodyta paveikslėlyje:

Vyno dėsnis:

kur c yra šviesos greitis vakuume, o f (v/T) yra universali juodojo kūno spinduliuotės dažnio ir jo temperatūros santykio funkcija.

Spinduliavimo dažnis nmax, atitinkantis maksimalią visiškai juodo kūno spinduliuotės vertę en, T, pagal Wieno dėsnį yra lygus

Kur b1 yra pastovi reikšmė, priklausanti nuo funkcijos f(n/T) formos.

Bunos poslinkio dėsnis: visiškai juodo kūno didžiausią spinduliuotės en,T vertę atitinkantis dažnis yra tiesiogiai proporcingas jo absoliučiai temperatūrai.

Energetiniu požiūriu juodoji spinduliuotė prilygsta begalinio skaičiaus nesąveikaujančių harmoninių osciliatorių, vadinamų spinduliuojančiais generatoriais, sistemos spinduliuotei. Jei ε(ν) yra vidutinė spinduliavimo generatoriaus, kurio natūralusis dažnis ν, energija, tai

ν= ir

Pagal klasikinį tolygaus energijos pasiskirstymo laisvės laipsniais dėsnį ε(ν) = kT, kur k yra Boltzmanno konstanta ir

Šis santykis vadinamas Rayleigh-Jeans formule. Aukštų dažnių srityje tai sukelia staigų neatitikimą eksperimentui, kuris vadinamas „ultravioletinė katastrofa: en, T monotoniškai didėja didėjant dažniui, be maksimumo, o visiškai juodo kūno integrali spinduliuotė virsta begalybe. .

Aukščiau pateiktų sunkumų, atsiradusių ieškant Kirchhoff funkcijos en, T formos, priežastis siejama su viena iš pagrindinių klasikinės fizikos nuostatų, pagal kurią bet kurios sistemos energija gali nuolat keistis, t.y., gali būti bet kokia. savavališkai artimos vertybės.

Remiantis Plancko kvantine teorija, spinduliuotės generatoriaus, kurio natūralusis dažnis v, energija gali turėti tik tam tikras atskiras (kvantuotas) reikšmes, kurios skiriasi sveikuoju elementariųjų dalių skaičiumi - energijos kvantais:

h \u003d b, 625-10-34 j * sek - Planko konstanta (veiksmo kvantas). Remiantis tuo, spinduliavimas ir energijos sugertis spinduliuojančio kūno dalelėmis (atomais, molekulėmis ar jonais), keičiantis energiją spinduliuotės generatoriais, turėtų vykti ne nuolat, o diskretiškai - atskiromis dalimis (kvantais).

Bandymai aprašyti:

Šį terminą 1862 m. įvedė Gustavas Kirchhoffas.

Juodojo kūno spinduliuotės dėsnių tyrimas buvo viena iš būtinų kvantinės mechanikos atsiradimo sąlygų. Bandymas apibūdinti absoliučiai juodo kūno spinduliuotę remiantis klasikiniais termodinamikos ir elektrodinamikos principais veda prie Rayleigh-Jeans dėsnio.
Praktiškai toks dėsnis reikštų termodinaminės pusiausvyros tarp materijos ir spinduliuotės negalimumą, nes pagal jį visa šiluminė energija turėtų būti paversta spinduliuotės energija trumpųjų bangų ilgio spektro srityje. Toks hipotetinis reiškinys buvo vadinamas ultravioletine katastrofa.
Nepaisant to, Rayleigh-Jeans radiacijos dėsnis galioja ilgosios bangos ilgio spektro sričiai ir tinkamai apibūdina spinduliuotės pobūdį. Tokio atitikimo faktą galima paaiškinti tik naudojant kvantinį mechaninį metodą, pagal kurį spinduliavimas vyksta diskretiškai. Remiantis kvantiniais dėsniais, galite gauti Planck formulę, kuri sutaps su Rayleigh-Jeans formule.
Šis faktas puikiai iliustruoja korespondencijos principo veikimą, pagal kurį naujoji fizikinė teorija turi paaiškinti viską, ką sugebėjo paaiškinti senoji.

Juodojo kūno spinduliavimo intensyvumas, priklausantis nuo temperatūros ir dažnio, nustatomas pagal Planko dėsnį.

Bendra šiluminės spinduliuotės energija nustatoma pagal Stefano-Boltzmanno dėsnį. Taigi juodas kūnas, esant T = 100 K, skleidžia 5,67 vatus vienam kvadratiniam metrui savo paviršiaus. Esant 1000 K temperatūrai, spinduliavimo galia padidėja iki 56,7 kilovatų kvadratiniam metrui.

Bangos ilgis, kuriam esant juodo kūno spinduliuotės energija yra didžiausia, nustatomas pagal Wynno poslinkio dėsnį. Taigi, jei pirmuoju aproksimavimu darome prielaidą, kad žmogaus oda savo savybėmis yra artima absoliučiai juodam kūnui, tada spinduliuotės spektro maksimumas 36 ° C (309 K) temperatūroje yra esant 9400 nm bangos ilgiui. infraraudonųjų spindulių spektro sritis).

Elektromagnetinė spinduliuotė, esanti termodinaminėje pusiausvyroje su absoliučiai juodu kūnu tam tikroje temperatūroje (pavyzdžiui, spinduliuotė absoliučiai juodo kūno ertmės viduje), vadinama juodojo kūno (arba šiluminės pusiausvyros) spinduliuote. Pusiausvyrinė šiluminė spinduliuotė yra vienalytė, izotropinė ir nepoliarizuota, joje nėra energijos perdavimo, visos jos charakteristikos priklauso tik nuo absoliučiai juodojo kūno spinduliuotės temperatūros (o kadangi juodojo kūno spinduliuotė yra šiluminėje pusiausvyroje su tam tikru kūnu, ši temperatūra gali būti priskirtas radiacijai).

Savo savybėmis juodajam kūnui labai artima yra vadinamoji reliktinė spinduliuotė, arba kosminis mikrobangų fonas – spinduliuotė, užpildanti Visatą maždaug 3 K temperatūra.

24) Elementarioji spinduliavimo kvantinė teorija. Svarbiausia čia (trumpai): 1) Spinduliuotė yra kvantinės sistemos perėjimo iš vienos būsenos į kitą pasekmė – su mažiau energijos. 2) Spinduliuotė vyksta ne nuolat, o energijos dalimis – kvantais. 3) Kvantinė energija lygi energijos skirtumui tarp lygių. 4) Spinduliavimo dažnis nustatomas pagal gerai žinomą formulę E=hf. 5) Spinduliuotės kvantas (fotonas) pasižymi ir dalelės, ir bangos savybėmis. Išsami informacija: Kvantinę spinduliuotės teoriją Einšteinas panaudojo aiškindamas fotoelektrinį efektą. Kvantinė spinduliuotės teorija leidžia pagrįsti Einšteino teoriją. Kvantinė spinduliuotės teorija (atsižvelgiant į tam tikras renormalizavimo prielaidas) gana išsamiai aprašo spinduliuotės sąveiką su medžiaga. Nepaisant to, kyla pagunda teigti, kad kvantinės spinduliuotės teorijos ir fotono sąvokos konceptualūs pagrindai geriausiai vertinami klasikinio lauko ir su vakuumu susijusių svyravimų požiūriu. Tačiau kvantinės optikos pažanga suteikė naujų argumentų, kaip kvantuoti elektromagnetinį lauką, o kartu ir gilesnį fotonų prigimties supratimą. Kvantinė šviesos emisijos teorija labai naudojasi tuo, kad medžiagos (atomo, molekulės, kristalo) ir elektromagnetinio lauko sąveikos energija yra labai maža. Tai leidžia nuliniu aproksimavimu atsižvelgti į lauką ir materiją nepriklausomai vienas nuo kito ir kalbėti apie fotonus ir stacionarias materijos būsenas. Sąveikos energijos apskaičiavimas pirmuoju aproksimavimu atskleidžia galimybę medžiagai pereiti iš vienos stacionarios būsenos į kitą. Šiuos perėjimus lydi vieno fotono atsiradimas arba išnykimas, todėl jie yra elementarūs veiksmai, kurie sudaro šviesos emisijos ir absorbcijos procesus. Remiantis kvantine spinduliuotės teorija, elementarus fotoliuminescencijos procesas turėtų būti laikomas susidedančiu iš liuminescencinės medžiagos molekulių elektroninio sužadinimo sugertais fotonais ir vėlesnio molekulių išskyrimo joms pereinant iš sužadintos būsenos į normalią. Kaip parodė eksperimentiniai tyrimai, elementarus fotoliuminescencijos procesas ne visada vyksta vieno spinduliavimo centro ribose. Norint sukurti kvantinę spinduliuotės teoriją, paaiškėjo, kad reikia atsižvelgti į elektrono sąveiką su antruoju kvantuotu fotonų lauku.
Kvantinės spinduliuotės iš krūvio, judančio plokštumos bangos elektromagnetiniame lauke, teorijos kūrimo pradžią padėjo žinomas Kleino ir Nišinos darbas, kuriame buvo svarstoma fotono sklaida ramybės būsenoje esančiu elektronu. . Planckas iškėlė kvantinę spinduliuotės teoriją, pagal kurią energija išspinduliuojama ir sugeriama ne nuolat, o tam tikromis porcijomis – kvantais, vadinamais fotonais. Taigi kvantinė spinduliuotės teorija ne tik veda prie išvadų, išplaukiančių iš bangų teorijos, bet ir papildo jas nauja prognoze, kuri surado puikų eksperimentinį patvirtinimą. Bangų paketas su minimaliu neapibrėžtumu įvairiu metu harmoninio osciliatoriaus potencialo lauke (a. atitinkamas elektrinis laukas (b. Tobulėjant kvantinei spinduliuotės teorijai ir atsiradus lazeriui, lauko būsenos, kurios tiksliausiai apibūdino Klasikinis elektromagnetinis laukas buvo plačiai tiriamas. Nuo seno Klausimas, kaip gerai Plancko ir Stefano-Boltzmanno lygtys apibūdina energijos tankį realiose, baigtinėse ertmėse su pusiau atspindinčiomis sienelėmis, buvo daug kartų diskusijų objektas. vieta per pirmuosius du šio amžiaus dešimtmečius, tačiau klausimas nebuvo visiškai uždarytas, o pastaraisiais metais atgijo susidomėjimas šia ir kai kuriomis kitomis susijusiomis problemomis. kvantinės optikos raida, dalinės koherencijos teorija ir jos taikymas statistikos tyrimams x spinduliavimo savybės; nepakankamas supratimas apie šilumos mainų spinduliuote procesus tarp glaudžiai išdėstytų kūnų esant žemai temperatūrai ir tolimosios infraraudonosios spinduliuotės standartų problemą, kurios bangos ilgis negali būti laikomas mažu, taip pat daugybė teorinių problemų, susijusių su statistine mechanika. baigtinės sistemos. Jis taip pat parodė, kad esant dideliam kiekiui ar aukštai temperatūrai, džinsų numeris galioja bet kokios formos ertmei. Vėliau, remiantis Weylio darbo rezultatais, buvo gautos asimptotinės aproksimacijos, kur D0 (v) buvo tiesiog pirmasis eilutės narys, kurio bendra suma D (v) buvo vidutinis modos tankis. Banga į Vroy-Gosya skriejant žiedine orbita, būtina, kad suma-la, susijusi su elektro-marmos trajektorijos ilgiu Znr, būtų daugkartinė apskritimo hipotezėje. z z orbita. Bangos, kurios suardo elektrono bangos ilgį. kitu atveju rodomi drebėjimo trukdžiai - jei banga bus sunaikinta dėl veiksmo, riebalų - rodomi trukdžiai (9. Esminės linijos būklė. stabilios orbitos, kurios spindulys r jus, susidarymas. Pagal analogiją su kvantine spinduliuotės teorija, de Broglie 1924 m. pasiūlė, kad elektronas ir, be to, bet kuri medžiagos dalelė vienu metu turi ir bangines, ir korpuskulines savybes. Anot de Broglie, judanti dalelė, kurios masė m ir greitis v, atitinka bangos ilgį K h / mv, kur h yra Planko konstanta. Remiantis kvantine spinduliuotės teorija, elementariųjų spinduliuotojų energija gali keistis tik šuoliais, kurie yra tam tikros vertės, kuri yra pastovi tam tikram spinduliavimo dažniui, kartotiniai. Minimali energijos dalis vadinama energijos kvantu. Puikus visiškai kvantinės radiacijos ir materijos teorijos ir eksperimento susitarimas, pasiektas Avinėlio poslinkio pavyzdžiu, suteikė svarų argumentą radiacijos lauko kvantavimo naudai. Tačiau detalus Lamb poslinkio apskaičiavimas nukeltų mus nuo pagrindinės kvantinės optikos krypties. Mössbauer perėjimai, patogiausia eksperimentinėje. Šie duomenys patvirtina gama diapazono spinduliuotės kvantinės teorijos išvadas.
Pateikę šį trumpą radiacijos kvantinės teorijos pagrindimą, pereiname prie laisvojo elektromagnetinio lauko kvantavimo. Kvantinėje spinduliuotės teorijoje likusi fotono masė yra lygi nuliui. Tačiau tai tik teorijos postulatas, nes joks tikras fizinis eksperimentas negali to patvirtinti. Trumpai apsistokime ties pagrindinėmis radiacijos kvantinės teorijos nuostatomis. Jei norime suprasti pluošto skirstytuvo veikimą ir jo kvantines savybes remdamiesi spinduliavimo kvantine teorija, turime vadovautis aukščiau pateiktu receptu: pirmiausia suraskite savuosius režimus, o tada kvantuokite, kaip aprašyta ankstesniame skyriuje. Bet kokios mūsų atveju yra ribinės sąlygos, kurios lemia šiuos režimus. Pirma, būtina išplėsti kvantinę spinduliuotės teoriją, kad būtų atsižvelgta į ne kvantinius stochastinius efektus, tokius kaip šiluminiai svyravimai. Tai yra svarbus dalinės darnos teorijos komponentas. Be to, tokie skirstiniai aiškiai parodo ryšį tarp klasikinės ir kvantinės teorijos. Knyga yra vadovas, skirtas studijuoti Kvantinė spinduliuotės teorija ir Kvantinė elektrodinamika. Knygos konstravimo principas: kurso pagrindų pristatymas užima nedidelę jos apimties dalį, didžioji dalis faktinės medžiagos pateikiama uždavinių su sprendimais forma, reikalingas matematinis aparatas pateiktas prieduose. Visas dėmesys sutelktas į nereliatyvų radiacinių perėjimų pobūdį atominėse sistemose. Teoriškai nustatyti AnJBnm formulėje (11.32) juodųjų kūno spinduliuotės elementariosios kvantinės teorijos neįmanoma. Einšteinas dar prieš kvantinės spinduliuotės teorijos sukūrimą parodė, kad statistinė pusiausvyra tarp spinduliuotės ir materijos įmanoma tik tada, kai kartu su stimuliuojama emisija, proporcinga spinduliuotės tankiui, yra spontaniška spinduliuotė, kuri atsiranda net ir nesant išorinės spinduliuotės. . Spontaniška emisija atsiranda dėl atominės sistemos sąveikos su nuliniais elektromagnetinio lauko virpesiais. Einšteinas dar prieš kvantinės spinduliuotės teorijos sukūrimą parodė, kad statistinė pusiausvyra tarp spinduliuotės ir materijos įmanoma tik tada, kai kartu su stimuliuojama emisija, proporcinga spinduliuotės tankiui, yra spontaniška spinduliuotė, kuri atsiranda net ir nesant išorinės spinduliuotės. radiacija. Spontaniška emisija atsiranda dėl atominės sistemos sąveikos su nuliniais elektromagnetinio lauko virpesiais. Starkas ir Einšteinas, remdamiesi kvantine radiacijos teorija, XX amžiaus pradžioje suformulavo antrąjį fotochemijos dėsnį: kiekviena fotocheminėje reakcijoje dalyvaujanti molekulė sugeria vieną spinduliuotės kvantą, kuris ir sukelia reakciją. Pastarasis yra dėl itin mažos tikimybės, kad sužadintos molekulės pakartotinai sugers kvantą dėl mažos jų koncentracijos medžiagoje. Absorbcijos koeficiento išraiška gaunama remiantis spinduliavimo kvantine teorija. Mikrobangų srityje tai yra sudėtinga funkcija, priklausanti nuo perėjimo dažnio kvadrato, linijos formos, temperatūros, molekulių skaičiaus žemesniame energijos lygyje ir perėjimo dipolio momento matricos elemento kvadrato.

25 Einšteino radiacijos teorija ir šviesos generavimas

Einšteinas pradeda svarstydamas vieną juodųjų kūnų spinduliuotės teorijos sunkumą. Jei įsivaizduosime, kad elektromagnetiniai osciliatoriai, kurie yra kūno molekulės, paklūsta klasikinės Maxwell-Boltzmann statistikos dėsniams, tada kiekvienas toks generatorius vidutiniškai turės energiją:

kur R yra Clapeyrono konstanta, N yra Avogadro skaičius. Naudojant Planko santykį tarp vidutinės osciliatoriaus energijos ir tūrinio energijos tankio, kuris yra pusiausvyroje su juo:

kur Eν yra vidutinė dažnio v osciliatoriaus energija, L yra šviesos greitis, ρ yra spinduliuotės energijos tūrinis tankis, Einšteinas rašo lygtį:

Iš jo jis randa tūrinį energijos tankį:

„Šis ryšys, – rašo Einšteinas, – randamas dinaminės pusiausvyros sąlygomis, ne tik prieštarauja patirčiai, bet ir teigia, kad mūsų paveiksle negali būti nė kalbos apie jokį nedviprasmišką energijos pasiskirstymą tarp eterio ir materijos. Iš tiesų, visa spinduliuotės energija pasirodo esanti begalinė:

Panašią išvadą tais pačiais 1905 m., nepriklausomai, padarė Rayleigh ir Jean. Klasikinė statistika veda prie radiacijos dėsnio, kuris smarkiai prieštarauja eksperimentui. Šis sunkumas buvo vadinamas „ultravioletinė katastrofa“.

Einšteinas nurodo, kad Plancko formulė:

perkelia ilgus bangos ilgius ir didelį spinduliuotės tankį į formulę, kurią jis rado:

Einšteinas pabrėžia, kad Avogadro skaičiaus reikšmė sutampa su kitu būdu randama reikšme. Toliau kreipiantis į Wieno dėsnį, kuris yra gerai pagrįstas didelėms ν/T reikšmėms, Einšteinas gauna spinduliuotės entropijos išraišką:

"Ši lygybė rodo, kad pakankamai mažo tankio monochromatinės spinduliuotės entropija priklauso nuo tūrio taip pat, kaip ir idealių dujų arba praskiesto tirpalo entropija."

Perrašant šią išraišką taip:

ir lyginant jį su Boltzmanno dėsniu:

S-S0= (R/N) lnW,

Einšteinas randa tikimybės, kad spinduliuotės energija tūryje V0 bus sukoncentruota V tūrio dalyje, išraišką:

Trys šviesos generavimo parinktys

Iš esmės yra trys šviesos generavimo būdai: šiluminė spinduliuotė, aukšto ir žemo slėgio dujų išlydis.

· Šiluminis spinduliavimas – įkaitusio laido spinduliavimas iki maksimalios temperatūros praeinant elektros srovei. Pavyzdys yra saulė, kurios paviršiaus temperatūra yra 6000 K. Tam tinkamiausias elementas yra volframas, kurio lydymosi temperatūra yra aukščiausia tarp metalų (3683 K).

Pavyzdys: kaitinamosios ir halogeninės lempos maitinamos šilumine spinduliuote.

· Įjungus įtampą, uždarame stikliniame inde, pripildytame inertinių dujų, metalo garų ir retųjų žemių elementų, atsiranda dujų lanko išlydis. Susidarę dujinių užpildų švytėjimai suteikia norimą šviesos spalvą.

Pavyzdys: gyvsidabrio, metalo halogeno ir natrio lempos veikia dėl dujų lankinio išlydžio.

Liuminescencinis procesas. Veikiant elektros išlydžiui, į stiklinį vamzdelį pumpuojami gyvsidabrio garai pradeda skleisti nematomus ultravioletinius spindulius, kurie, patekę ant vidiniame stiklo paviršiuje nusėdusio fosforo, virsta matoma šviesa.

Pavyzdys: Liuminescencinės lempos, kompaktinės fluorescencinės lempos maitinamos fluorescenciniu būdu.

26) SPEKTRINĖ ANALIZĖ - medžiagų elementinės ir molekulinės sudėties bei struktūros pagal jų spektrą nustatymo metodų rinkinys. Su S.<а. определяют как осн. компоненты, составляющие 50- 60% вещества анализируемыхобъектов, так и незначит. примеси в них (до и менее). С. а. - наиб. распространённый аналитич. метод, св. 20- 30% всеханализов выполняется с помощью этого метода, в т. ч. контроль состава сплавовв металлургии, автомоб. и авиац. пром-сти, технологии переработки руд, <анализ экологич. объектов и материалов высокой чистоты, хим., биол. и мед. <исследования. Особо важное значение С. а. имеет при поисках полезных ископаемых.

S. a. pagrindas yra atomų ir molekulių spektroskopija; jis klasifikuojamas pagal analizės tikslus ir spektrų tipus. Atominėje S. ir. (ASA) nustato mėginių elementinę sudėtį atominės (joninės) emisijos ir sugerties spektrais; molekulinėje S. ir. (ISA) – medžiagos molekulinė sudėtis pagal šviesos sugerties, emisijos, atspindžio, liuminescencijos ir Ramano sklaidos molekulinius spektrus. Emisija S. a. atliekami pagal sužadintų atomų, jonų ir molekulių emisijos spektrus. Absorbcija S. a. atliekami pagal analizuojamų objektų sugerties spektrus. S. a. dažnai derina kelis<спектральных методов, а также применяют др. аналитич. методы, что расширяетвозможности анализа. Для получения спектров используют разл. типы спектральныхприборов в зависимости от целей и условий анализа. Обработка эксперим. <данных может производиться на ЭВМ, встроенных в спектральный прибор. Atominė spektrinė analizė Yra du pagrindiniai atominis variantas. a) - atominė emisija (AESA) ir atominė absorbcija (AAA). Atominės emisijos spektrinė analizė pagrįsta nustatyto elemento x spektrinės spinduliuotės (emisijos) linijos intensyvumo 1 priklausomybe 1 =f(c) nuo jo koncentracijos analizuojamame objekte: kur kvantinio perėjimo iš būsenos q į būseną p tikimybė, n q – atomų koncentracija q būsenoje spinduliuotės šaltinyje (tiriamame medžiagoje), – kvantinio perėjimo dažnis. Jei radiacijos zonoje tenkinama vietinė termodinaminė pusiausvyra, elektronų koncentracija p e 14 -10 15 ir jų greičio pasiskirstymas yra Maksvelo,<то kur n a yra elemento nesužadintų atomų koncentracija, kuri nustatoma spinduliavimo srityje, g q yra statistinė q būsenos masė, Z yra statistinė q būsenų suma ir lygis sužadinimo energija q. Taigi norima koncentracija n a yra temperatūros f-cija, kuri praktiškai negali būti griežtai kontroliuojama. Todėl paprastai išmatuokite analizės intensyvumą. linijos, susijusios su tam tikru išoriniu<стандарта, присутствующего в анализируемом объекте в известной концентрацииn ст. Если стандартная линия близка к аналитической, то (K - постоянная величина). Эта зависимость используется в С. а. в тех случаях, <когда отсутствует самообращение используемых линий.

AESA jie dažniausiai naudojami. spektriniai prietaisai su nuotraukų registracija (spektrografai) ir fotoelektriniai. registracija (kvantometrai). Tiriamo mėginio spinduliuotė, naudojant lęšių sistemą, nukreipiama į prietaiso įėjimo plyšį, krenta ant dispersinio įtaiso (prizmės arba difrakcijos gardelės) ir po monochromatizacijos lęšių sistema sufokusuojama židinio plokštumoje, kur yra fotoplokštė arba išėjimo plyšių sistema (kvantometras), už kurios sumontuoti fotoelementai arba fotodaugintuvai. Fotografuojant linijų intensyvumą lemia juodėjimo tankis S, matuojamas mikrofotometru: čia p yra vadinamasis. Schwarzschild konstanta, - kontrasto faktorius; t – ekspozicijos laikas. AESA tiriamoji medžiaga turi būti atominių dujų būsenos.<Обычно атомизация и возбуждение атомов осуществляются одновременно - висточниках света. Для анализа металлов, сплавов и др. проводников чащевсего используют дуговой разряд или искровой разряд,гдев качестве электродов служат сами анализируемые пробы. Дуговой разряд применяетсяи для анализа непроводящих веществ. В этом случае порошкообразную пробупомещают в углубление в графитовом электроде (метод испарения) или с помощьюразл. устройств вводят порошок в плазму дугового разряда между горизонтальнорасположенными графитовыми электродами. Применяется также введение порошкообразныхпроб в дуговые плазмотроны. При АЭСА растворов в качестве источников возбуждающего света применяютпламя горючих газов (смеси ацетилен - кислород, ацетилен - закись азотаи др.). В качестве источников света начали использовать также безэлектродныйразряд и особенно индуктивносвязанную плазму. Во всех случаях растворв виде аэрозоля потоком аргона вводят в зону возбуждения спектра (темп-ра2500-3000 К в пламенах и 6000- 10000 К в плазме разряда), где происходитвысушивание, испарение и атомизация аэрозоля. Процесс атомизации в методах АЭСА обычно носит термич. характер, чтопозволяет сделать нек-рые обобщения. В реальных условиях, учитывающих кинетикупроцесса, для частиц, находящихся в зоне с темп-рой ТT кип (T кип - темп-pa кипения), зависимость кол-ва испарившихсячастиц от времени описывается ур-нием: kur r yra dalelės spindulys, D yra koeficientas. difuzija, - tirpalo paviršiaus įtempis, p - sočiųjų garų slėgis, M - mol. masė, - tankis. Naudodami šią lygtį galite rasti medžiagos kiekį, išgaruotą per laiką t.

Jei šiuo atveju molekulė susideda iš elementų n 1 ir n 2, tai atomizacijos laipsnį galima apskaičiuoti pagal lygtį: kur M 1 ir M 2 yra at. elementų masės n 1 ir n 2 ; Z 1 ir Z 2 – statistiniai.<суммы по состояниям этих элементов, M МОЛ - мол. массаатомизирующейся молекулы, Z 3 - статистич. сумма по еёсостояниям, -энергия диссоциации молекулы. Такого типа расчёты позволяют найти концентрациюатомов определяемого элемента п а в ур-нии (2) и определитьеё связь с интенсивностью аналитич. линии. Необходимость учитывать взаимодействиеопределяемого элемента с окружающей средой, др. компонентами анализируемоговещества, ионизацию атомов определяемого элемента и др. эффекты значительноусложняет картину испарения и атомизации исследуемого вещества. С цельюоблегчения С. а. создаются спец. программы расчёта на ЭВМ достаточно сложныхреакций в газовой и конденсированных фазах при заданных темп-ре идавлении. В источниках излучения чаще всего не соблюдается термодинамич. равновесие, <поэтому эти расчёты могут использоваться лишь при выборе оптим. условийанализа. В АЭСА применяют эмпирич. метод, заключающийся в эксперим. построениианалитич. ф-ции с помощью серии стандартных образцов анализируемого материала с заранееточно известными содержаниями определяемого элемента. Такие образцы либоизготовляют специально, либо заранее в неск. образцах устанавливают концентрациюэтого элемента точными методами. Измеряя затем аналитич. сигнал , находят содержание определяемого элемента в пробе. Структура и физ.-хим. свойства анализируемого и стандартного объектовмогут оказаться неадекватными (различны, напр., условия парообразованиястепени атомизации, условий возбуждения). Эти различия приходится учитыватьпри С. а. В таких случаях используют метод факторного статистич. планированияэксперимента. В результате экспериментов получают т. н. ур-ния регрессии, <учитывающие влияние на интенсивность аналитич. линий концентраций всехэлементов, составляющих пробу, и устанавливают концентрацию анализируемогоэлемента с помощью этих ур-ний. Совр. многоканальные квантометры позволяютодновременно измерять интенсивность большого числа спектральных линий. <На основе этих эксперим. данных с помощью ЭВМ можно решать довольно сложныеслучаи анализа, однако за счёт измерения неск. линий случайная погрешностьопределения С. возрастает. Атомно-абсорбционный анализ (ААА) основан на зависимости аналитич. сигнала(абсорбционности) (где - интенсивности падающего и прошедшего сквозь образец света) от концентрации(Бугера- Ламберта - Берa закон): где k v - коэф. поглощения на частоте v, l - эфф. <длина светового пути в области поглощения, п - концентрация атомованализируемого элемента в парах. Схема установки ААА включает: независимый источник излучения света счастотой v, равной частоте аналитич. линии определяемого элемента; атомизатор, <преобразующий пробу в атомарный пар; спектрофотометр. Свет, прошедший сквозьатомный пар, системой линз направляется на входную щель спектрофотометра, <интенсивность аналитич. спектральной линии на выходе регистрируется фотоэлектрич. методом. Поскольку естественнаяширина спектральной линии, постоянна, зависит только от времени жизнивозбуждённого состояния и обычно пренебрежимо мала, разница контуров линиииспускания и поглощения определяется в осн. допплеровским и лоренцевским уширениями: (čia p – slėgis, c – šviesos greitis, m – atominis, M – molekulinė masė, susidūrimų, vedančių į išsiplėtimą, eff. skerspjūvis, K – konstanta).T. Taigi, sugerties ir emisijos linijų kontūrų pločiai gali skirtis priklausomai nuo slėgio, temperatūros ir dujų fazės sudėties spinduliuotės šaltinyje ir sugeriančioje kameroje, o tai turės įtakos funkcijos formai ir gali sukelti į dviprasmiškus S. a. rezultatus. Tam tikru mastu tai gali būti pašalinta gana sudėtingais metodais. Taikant Walsh metodą, naudojamos tuščiavidurio katodo (HPC) lempos, kurios skleidžia daug siauresnes spektrines linijas nei įprastose sugeriančiose ląstelėse nustatomų elementų atomų sugerties linijos. Dėl to priklausomybė gana plačiame A verčių diapazone (0–0,3) pasirodo esanti paprasta tiesinė funkcija. Kaip AAA purkštuvą naudokite decomp. liepsnos vandenilio – deguonies, acetileno – oro, acetileno – azoto oksido ir kt. mišinių pagrindu. Analizuojamas mėginio tirpalo aerozolis, įpūstas į degančią liepsną. Paeiliui matuojamas per liepsną sklindančios šviesos intensyvumas ir I 0 tiekiant aerozolį ir be jo. Šiuolaikinėje prietaisai, matavimas automatizuotas. Kai kuriais atvejais mėginio garavimo ir vėlesnio purškimo procesai dėl žemos liepsnos temperatūros (T ~ 3000 K) dujų fazėje nevyksta iki galo. Aerozolio dalelių garavimo procesai ir purškimo laipsnis liepsnoje taip pat labai priklauso nuo liepsnos sudėties (kuro ir oksidatoriaus santykio), taip pat nuo aerozolio tirpalo sudėties. Geras analitinis atkuriamumas Signalą (geriausiais atvejais S r yra 0,01-0,02) galima gauti naudojant CLP, kurio spinduliuotė yra labai stabili, ir vykdant garavimo bei purškimo procesus liepsnoje.

27) Natūralus spinduliuotės linijos plotis. Doplerio spinduliuotės linijos išplėtimas dujinėse terpėse.NAtūralus SPEKTRALĖS PLOTIS- spektrinės linijos plotis dėl izoliuotos kvantinės sistemos (atomo, molekulės, branduolio ir kt.) savaiminių kvantinių perėjimų. E. w. su. l. paskambino taip pat radiacija. plotis. Pagal neapibrėžtumo principą, sužadinimo lygiai i kvantinės sistemos energijos, kurių gyvavimo laikas yra baigtinis t i, yra kvazidiskretūs ir turi baigtinį (mažą) plotį (žr. Lygio plotis).Sužadinto lygio energija yra - bendra visų galimų spontaninių kvantinių perėjimų iš lygio tikimybė aš (A ik- perėjimo į lygį tikimybė k;žr. Einšteino koeficientus).Jei energijos lygis j, į kurį pereina kvantinė sistema, taip pat sužadinamas, tai E. sh. su. l. yra lygus (G i+G j). Tikimybė dwij fotonų emisija dažnių diapazone d w ties i-j perėjimu nustatomas pagal f-loy: Rezonansinėms atomų ir jonų linijoms E. sh. su. l. yra lygus: kur f ij- pereinamojo osciliatoriaus stiprumas i-j, jis yra labai mažas, palyginti su perėjimo dažniu w ij: h/w ij~ a 3 (z + 1) 2 (čia a \u003d 1/137 yra smulkiosios struktūros konstanta, z yra jonų krūvio dauginys). Draudžiamos linijos yra ypač mažo pločio. Natūralaus linijos pločio klasika. osciliatorius su įkrovimu e, masė t ir savo dažnis w 0 lygus: Г= 2еw 2 0 /3ms 3 . Radiacija slopinimas taip pat lemia labai mažą linijos maksimumo poslinkį žemesnių dažnių link ~ Г 2 /4w 0 . Savaiminiai kvantiniai perėjimai, lemiantys baigtinį energijos lygių plotį ir E. sh. su. l., ne visada atsiranda skleidžiant fotonus. Spektrinės linijos Doplerio išplėtimas.Šis išplėtimas yra susijęs su Doplerio efektu, ty su stebimo spinduliavimo dažnio priklausomybe nuo emiterio greičio. Jei šaltinis, sukuriantis monochromatinę spinduliuotę, kurio dažnis yra nejudantis, juda stebėtojo link tokiu greičiu, kad greičio projekcija stebėjimo kryptimi yra, tai stebėtojas registruoja didesnį spinduliavimo dažnį. čia c – bangos sklidimo fazinis greitis; 0 – kampas tarp emiterio greičio krypties ir stebėjimo. Kvantinėse sistemose spinduliuotės šaltiniai yra atomai arba molekulės. Dujinėje terpėje esant termodinaminei pusiausvyrai dalelių greičiai pasiskirsto pagal Maxwell-Boltzmann dėsnį. Todėl visos medžiagos spektrinės linijos forma bus susieta su šiuo pasiskirstymu. Stebėtojo užfiksuotame spektre turi būti nenutrūkstamas dalelių rinkinys, nes skirtingi atomai stebėtojo atžvilgiu juda skirtingu greičiu. Atsižvelgdami tik į greičio projekcijas Maxwell-Boltzmann skirstinyje, galime gauti tokią Doplerio spektrinės linijos formos išraišką: Ši priklausomybė yra Gauso funkcija. Linijos plotis, atitinkantis reikšmę. Didėjant dalelių masei M ir mažėjant temperatūrai T, linijos plotis mažėja. Dėl Doplerio efekto visos medžiagos spektro linija nesutampa su atskiros dalelės spektro linija. Stebėta medžiagos spektrinė linija yra visų medžiagos dalelių spektrinių linijų superpozicija, t.y. linijų su skirtingais centriniais dažniais. Lengvoms dalelėms įprastoje temperatūroje Doplerio linijos plotis optiniame diapazone gali viršyti natūralų linijos plotį keliomis eilėmis ir pasiekti didesnes nei 1 GHz vertes. Procesas, kai visos medžiagos spektrinės linijos forma nesutampa su kiekvienos dalelės spektro linijos forma, vadinamas nehomogeniniu spektrinės linijos išplėtimu. Nagrinėjamu atveju nehomogeniško išsiplėtimo priežastis buvo Doplerio efektas. Doplerio spektrinės linijos forma apibūdinama Gauso funkcija. Jei dalelių greičių pasiskirstymas skirsis nuo Maksvelo, tai Doplerio spektrinės linijos forma taip pat skirsis nuo Gauso funkcijos, tačiau išplėtimas liks nehomogeniškas.

28 Lazeriai: veikimo principai, pagrindinės charakteristikos ir pritaikymas

Lazeris yra monochromatinės koherentinės šviesos šaltinis, turintis labai kryptingą šviesos spindulį.

Pagrindinis fizikinis procesas, lemiantis lazerio veikimą, yra stimuliuojama spinduliuotės emisija. Tai atsiranda, kai fotonas sąveikauja su sužadintu atomu, kai fotono energija tiksliai sutampa su atomo (arba molekulės) sužadinimo energija.

Dėl šios sąveikos atomas pereina į nesužadintą būseną, o energijos perteklius išspinduliuojamas naujo fotono pavidalu, kurio energija, sklidimo kryptis ir poliarizacija yra lygiai tokia pati kaip ir pirminis fotonas. Taigi šio proceso pasekmė yra dviejų visiškai identiškų fotonų buvimas. Toliau sąveikaujant šiems fotonams su sužadintais atomais, panašiais į pirmąjį atomą, gali įvykti identiškų fotonų, „skraidančių“ tiksliai ta pačia kryptimi, dauginimosi „grandininė reakcija“, dėl kurios atsiras siaurai nukreiptas šviesos pluoštas. Identiškų fotonų lavinai atsirasti reikalinga terpė, kurioje sužadintų atomų būtų daugiau nei nesužadintų, nes fotonams sąveikaujant su nesužadintais atomais fotonai būtų absorbuojami. Tokia terpė vadinama terpe su atvirkštine energijos lygių populiacija.

Lazeriai buvo plačiai pritaikyti, o ypač pramonėje naudojami įvairiems medžiagų apdirbimui: metalams, betonui, stiklui, audiniams, odai ir kt.

Lazerinius technologinius procesus sąlygiškai galima suskirstyti į du tipus. Pirmajame iš jų naudojama itin tikslaus lazerio spindulio fokusavimo ir tikslaus energijos dozavimo galimybė tiek impulsiniu, tiek nuolatiniu režimu. Tokiuose technologiniuose procesuose naudojami palyginti mažos vidutinės galios lazeriai: tai impulsinio periodinio veikimo dujiniai lazeriai. Pastarųjų pagalba buvo sukurta plonų skylių gręžimo rubino ir deimantų akmenyse technologija laikrodžių pramonei ir štampų gamybos technologija plonai vielai traukti. Pagrindinė mažos galios impulsinių lazerių taikymo sritis siejama su miniatiūrinių detalių pjovimu ir virinimu mikroelektronikoje ir elektrovakuuminėje pramonėje, su miniatiūrinių detalių žymėjimu, automatiniu skaičių, raidžių, vaizdų deginimu spaudos pramonės poreikiams.

Antrojo tipo lazerinės technologijos yra paremtos didelės vidutinės galios lazerių naudojimu: nuo 1 kW ir daugiau. Galingi lazeriai naudojami tokiuose daug energijos reikalaujančiuose technologiniuose procesuose kaip storų plieno lakštų pjovimas ir virinimas, paviršiaus grūdinimas, didelių detalių nukreipimas ir legiravimas, pastatų valymas nuo paviršiaus teršalų, marmuro, granito pjaustymas, audinių, odos ir kitų medžiagų pjaustymas. Metalų suvirinimo lazeriu metu pasiekiama aukšta siūlės kokybė ir nereikia naudoti vakuuminių kamerų, kaip suvirinant elektroniniu pluoštu, o tai labai svarbu konvejerių gamyboje.

Galinga lazerinė technologija buvo pritaikyta mechanikos inžinerijoje, automobilių pramonėje ir statybinių medžiagų pramonėje. Tai leidžia ne tik pagerinti medžiagų apdirbimo kokybę, bet ir pagerinti techninius bei ekonominius gamybos procesų rodiklius.

Dujiniai lazeriai šiandien yra bene plačiausiai naudojamas lazerių tipas ir šiuo požiūriu galbūt lenkia net rubino lazerius. Tarp įvairių dujinių lazerių tipų visada galima rasti tokį, kuris patenkins beveik visus lazerio reikalavimus, išskyrus labai didelę galią matomoje spektro srityje impulsiniu režimu. Didelės galios reikalingos daugeliui eksperimentų tiriant netiesines optines medžiagų savybes.

Dujinių lazerių ypatumus dažniausiai lemia tai, kad jie, kaip taisyklė, yra atomų ar molekulių spektrų šaltiniai. Todėl perėjimų bangos ilgiai yra tiksliai žinomi, juos lemia atomo sandara ir dažniausiai nepriklauso nuo aplinkos sąlygų.

Puslaidininkiniai lazeriai – pagrindinis puslaidininkinių lazerių veikimo pavyzdys yra magneto-optinis saugojimo įrenginys (MO).

30 . Atviri optiniai rezonatoriai. Išilginiai režimai. skersiniai režimai. Difrakcijos stabilumas

1958 metais Prokhorovas A.M. (SSRS) ir savarankiškai R. Dicke'as, A. Shavlovas, Ch. Townsas (JAV) pagrindė idėją apie galimybę optiniame diapazone naudoti atviruosius rezonatorius, o ne ertminius. Toks rezonatoriai paskambino atvira optinė arba tiesiog optinis, L >> l

Jei m = n = const, tada

Gautas rezonansinių dažnių rinkinys priklauso vadinamajam išilginis(arba ašinis) mada. Ašiniai režimai yra svyravimai, sklindantys griežtai išilgai rezonatoriaus optinės ašies. Jie turi aukščiausią kokybę. Išilginiai režimai vienas nuo kito skiriasi tik dažniu ir lauko pasiskirstymu išilgai Z ašies (t.y. skirtumas tarp gretimų dažnių yra pastovus ir priklauso tik nuo ertmės geometrijos)

Režimai su skirtingais indeksais m ir n skirsis lauko pasiskirstymu plokštumoje, statmenoje rezonatoriaus ašiai, t.y. skersine kryptimi.Todėl jie vadinami skersinis(arba ne ašinis) modifikacijos. Skersiniams režimams, besiskiriantiems indeksais m ir n, lauko struktūra skirsis atitinkamai x ir y ašių kryptimi.

Skersinių režimų, kurių indeksai m ir n skiriasi 1, dažnių skirtumas yra lygus:

gali būti pavaizduotas kaip:

kur NF yra Frenelio skaičius, .

Kiekvienas skersinis režimas atitinka begalinį skaičių išilginių modų, besiskiriančių indeksu g.

Režimai, apibūdinami tais pačiais indeksais m ir n, bet skirtingais g, yra jungiami bendru pavadinimu skersiniai režimai. Svyravimas, atitinkantis tam tikrą g, vadinamas išilginiu režimu, susijusiu su duotuoju skersiniu režimu.

Atvirųjų rezonatorių teorijoje įprasta atskirus režimus įvardyti kaip TEMmnq, kur m, n yra režimo skersiniai indeksai, o g - išilginis indeksas. Pavadinimas TEM atitinka anglišką frazę Transvers Electromagnetic (Transverse electromagnetic oscillations, kurių vektorių E ir H projekcijos Z ašyje yra nereikšmingos). Kadangi skaičius g yra labai didelis, dažnai indeksas g praleidžiamas, o ertmės režimai žymimi TEMmn. Kiekvienas skersinio režimo tipas TEMmn turi specifinę lauko struktūrą rezonatoriaus skerspjūvyje ir sudaro specifinę šviesos taško struktūrą ant rezonatoriaus veidrodžių (1.8 pav.). Priešingai nei ertmės rezonatorius, atvirus režimus galima stebėti vizualiai.

Realių režimų difrakcijos nuostoliai pasirodo daug mažesni dėl to, kad daugkartinio spinduliavimo metu tarp veidrodžių yra „natūralus“ tų režimų pasirinkimas, kuriuose didžiausia lauko amplitudė yra veidrodžių centre. Taigi, esant difrakcijos nuostoliams, atvirame rezonatoriuje negali egzistuoti tikrieji modai; stacionarios elektromagnetinio lauko konfigūracijos, pvz., stovinčios bangos, panašios į esančias ertmės rezonatoriuje. Tačiau yra tam tikras skaičius virpesių režimų, kurių difrakcijos nuostoliai maži (jie kartais vadinami kvazirežimais arba atviros ertmės režimais). Šių svyravimų (režimų) laukas yra sutelktas šalia rezonatoriaus ašies ir praktiškai nukrenta iki nulio jo periferinėse srityse.

31 Lazerinių generatorių spinduliuotės režiminė sudėtis. Kietojo kūno lazerių veikimo režimai

Spinduliavimo režiminė sudėtis labai priklauso nuo rezonatoriaus konstrukcijos ir matmenų Puslaidininkinis lazeris, taip pat nuo spinduliavimo galios dydžio Puslaidininkinis lazeris skleidžia siaurą spektro liniją, kuri, didėjant spinduliavimo galiai, siaurėja, jei pulsuoja ir kelių režimų efektai nepasirodo. Linijos susiaurėjimą riboja fazių svyravimai dėl spontaniškos emisijos. Emisijos spektro raida didėjant įpurškimo galiai. lazeris parodytas fig. 7. Vieno dažnio režime stebimas spektrinės linijos susiaurėjimas iki Hz; min. linijos pločio vertė puslaidininkiniame lazeryje su vieno dažnio režimo stabilizavimu, naudojant selektyvų išorinį ryšį. rezonatorius yra 0,5 kHz. Puslaidininkiniame lazeryje moduliatorius galima gauti moduliuojant siurblį. radiacija, pvz. sinusinių pulsacijų, kurių dažnis kai kuriais atvejais siekia 10-20 GHz, arba subpikosekundės trukmės ultravioletinių impulsų pavidalu.Informacija buvo perduodama naudojant puslaidininkinį lazerį. 2-8 Gbps greičiu.

kietojo kūno lazeris- lazeris, kuriame kietos būsenos medžiaga naudojama kaip aktyvioji terpė (priešingai nei dujos dujiniuose lazeriuose ir skysčiai dažų lazeriuose).

Kietojo kūno lazerių veikliųjų medžiagų darbo schemos skirstomos į trijų ir keturių lygių. Pagal kurią iš schemų veikia šis aktyvus elementas, sprendžiama pagal energijos skirtumą tarp pagrindinio ir apatinio darbinio lygio. Kuo didesnis šis skirtumas, tuo aukštesnėje temperatūroje galima efektyviai gaminti. Pavyzdžiui, Cr3+ jono pagrindinei būsenai būdingi du polygiai, kurių atstumas yra 0,38 cm-1. Esant tokiam energijų skirtumui, net esant skysto helio temperatūrai (~4K), viršutinio polygio populiacija yra tik ~13°/0 mažesnė nei apatinio, t.y., jie yra užimti vienodai, todėl rubinas yra veiklioji medžiaga, turinti trijų lygių schemą bet kurioje temperatūroje. Neodimio jonų apatinis lazerio lygis =1,06 μm spinduliuotei yra 2000 cm-1 aukščiau nei pagrindinis. Net kambario temperatūroje neodimio jonų žemesniame lygyje yra 1,4–104 kartus mažiau nei pagrindiniame, o aktyvieji elementai, naudojantys neodimį kaip aktyvatorių, veikia pagal keturių lygių schemą.

Kietojo kūno lazeriai gali veikti impulsiniu ir nuolatiniu režimu. Kietojo kūno lazeriuose yra du impulsinio veikimo režimai: laisvo veikimo režimas ir Q perjungimo režimas. Laisvo eigos režimu spinduliuotės impulso trukmė praktiškai lygi siurblio impulso trukmei. Q perjungimo režimu impulso trukmė yra daug trumpesnė nei siurblio impulso trukmė.

32) Netiesinė optika - optikos skyrius, tiriantis optinių reiškinių, stebimų šviesos laukų sąveikos su medžiaga, turinčia netiesinę poliarizacijos vektoriaus P reakciją į šviesos bangos elektrinio lauko stiprumo vektorių E, visumą. Daugumoje medžiagų šis netiesiškumas pastebimas tik esant labai dideliam šviesos intensyvumui, pasiekiamam naudojant lazerius. Įprasta ir sąveiką, ir patį procesą laikyti tiesiniais, jei jo tikimybė yra proporcinga pirmajai spinduliuotės intensyvumo laipsniai. Jei šis laipsnis didesnis už vieną, tada ir sąveika, ir procesas vadinami netiesiniais. Taigi atsirado terminai linijinė ir netiesinė optika. Išvaizda netiesinė optika yra susijęs su lazerių, galinčių generuoti šviesą su dideliu elektriniu lauku, atitinkančiu mikroskopinio lauko stiprumą atomuose, kūrimu. Pagrindinės priežastys, lemiančios didelio intensyvumo spinduliuotės ir mažo intensyvumo spinduliuotės poveikio materijai skirtumus: Esant dideliam spinduliuotės intensyvumui, pagrindinis vaidmuo tenka daugiafotoniniams procesams, kai elementariame akte sugeriami keli fotonai. Esant dideliam spinduliuotės intensyvumui, atsiranda savaiminio veikimo efektai, dėl kurių, veikiant spinduliuotei, pasikeičia pradinės medžiagos savybės. Vienas iš dažniausiai naudojamų dažnio keitimo procesų yra antroji harmonikų karta. Šis reiškinys leidžia Nd:YAG lazerio (1064 nm) arba titanu legiruoto safyro lazerio (800 nm) išvestį paversti matoma šviesa, esant atitinkamai 532 nm (žalia) arba 400 nm (violetinė). Praktiškai, siekiant įgyvendinti šviesos dažnio padvigubinimą, lazerio spinduliuotės išėjimo spindulyje yra sumontuotas netiesinis optinis kristalas, orientuotas griežtai apibrėžtu būdu.

33) Šviesos sklaida - elektromagnetinių bangų sklaida matomame diapazone joms sąveikaujant su medžiaga. Šiuo atveju keičiasi optinės spinduliuotės erdvinis pasiskirstymas, dažnis, poliarizacija, nors sklaida dažnai suprantama tik kaip šviesos srauto kampinio pasiskirstymo transformacija. Tegul ir yra krintančios ir išsklaidytos šviesos dažniai. Tada If - elastinga sklaida If - neelastinga sklaida - Stokso sklaida - anti-Stoks sklaida Išsklaidyta šviesa suteikia informacijos apie medžiagos struktūrą ir dinamiką. Rayleigh sklaida- koherentinis šviesos sklaidymas nekeičiant bangos ilgio (taip pat vadinamas elastine sklaida) ant dalelių, nehomogeniškumo ar kitų objektų, kai išsklaidytos šviesos dažnis yra žymiai mažesnis už sklaidos objekto ar sistemos natūralų dažnį. Lygiavertė formulė: šviesos sklaida objektais, mažesniais už jos bangos ilgį. Sąveikos su Ramano osciliatoriumi modelis išsklaidytos šviesos spektre atsiranda spektrinės linijos, kurių nėra pirminės (žadinančios) šviesos spektre. Pasirodančių linijų skaičių ir vietą lemia medžiagos molekulinė struktūra. Spinduliuotės intensyvumo išraiška yra kur P yra indukuotas dipolio momentas, apibrėžiamas kaip proporcingumo koeficientas α šioje lygtyje vadinamas molekulės poliarizuotumas. Apsvarstykite šviesos bangą kaip elektromagnetinį intensyvumo lauką E su virpesių dažniu ν 0 : kur E0- amplitudė, a t- laikas.

Radiacijos srautas Ф  fizikinis dydis lygus energijos kiekiui, kurį įkaitęs kūnas išspinduliuoja nuo viso paviršiaus per laiko vienetą:

Kūno energetinis šviesumas (spindulys). R energija, išspinduliuota per laiko vienetą šildomo kūno ploto vienetui visame bangos ilgių diapazone (0< < ∞).:

Energijos šviesumo spektrinis tankis R  , T yra energija, išspinduliuota bangų ilgių diapazone nuo  iki +d per laiko vienetą ploto vienetui

Energijos šviesumas R T, kuris yra integralas spinduliuotės charakteristika, yra susijusi su spektrinis energijos šviesumo tankio santykis

Kadangi bangos ilgis ir dažnis yra susiję žinomu ryšiu  = c/, spinduliuotės spektrines charakteristikas galima apibūdinti ir dažniu.

Kūnų radiacinės charakteristikos

Ryžiai. 3. Juodo korpuso modelis

; visiškai baltas kūnas

; - visiškai juodas kūnas.

Sugerties koeficientas priklauso nuo bangos ilgio ir jam būdinga spektrinė absorbcija – bematis fizikinis dydis, parodantis, kokia dalis energijos patenka per laiko vienetą kūno paviršiaus vienetui bangos ilgių diapazone nuo  iki  + d, jis sugeria:

Kūnas, kurio absorbcija yra vienoda visiems bangos ilgiams ir priklauso tik nuo temperatūros, vadinamas pilku:

2. Šiluminės spinduliuotės dėsniai

2.1. Yra ryšys tarp energijos šviesumo spektrinio tankio ir bet kurio kūno sugerties, kuris išreiškiamas Kirchhoffo dėsnis:

Bet kurio kūno energijos šviesumo spektrinio tankio ir jo sugerties santykis esant tam tikram bangos ilgiui ir temperatūrai yra pastovi visų kūnų vertė ir lygi visiškai juodo kūno energijos šviesumo spektriniam tankiui. r  , T esant tokiai pačiai temperatūrai ir bangos ilgiui.

Čia r  , T  universali Kirchhoff funkcija, adresu IR  , T= 1 , t. y. universalioji Kirchhoffo funkcija yra ne kas kita, kaip suvisiškai juodo kūno energijos šviesumo spektrinis tankis.

Kirchhoffo dėsnio pasekmės:

Nes IR  , T < 1, то: энергия излучения любо­го тела всегда меньше энергии излу­че­ния абсолютно черного тела;

Jei kūnas nesugeria energijos tam tikrame bangos ilgio diapazone ( IR  , T= 0), tada jis neskleidžia jo šiame diapazone ().

Integruotas energijos šviesumas

Dėl pilko kūno

tie. sugerties koeficientas apibūdina pilkų ir juodų kūnų spinduliavimo koeficientų santykį. Techninėje literatūroje tai vadinama pilko kūno juodumo laipsnis.

2.2. Stefano-Boltzmanno įstatymas nustatė D. Stefanas (1879) iš eksperimentinių duomenų analizės, o paskui L. Boltzmannas (1884) – teoriškai.

 \u003d 5,6710 -8 W / (m 2  K 4) - Stefano-Boltzmanno konstanta,

tie. juodo kūno energijos šviesumas yra proporcingas jo absoliučiai temperatūrai iki ketvirtos laipsnio.

Stefano-Boltzmanno pilkojo kūno įstatymas

Vieno poslinkio įstatymasįsteigė vokiečių fizikas W. Wienas (1893 m.)

, b= 2,910 -3 m K- Nuolatinė kaltė. (10)

Bangos ilgis, kuris lemia didžiausią absoliučiai juodo kūno energijos šviesumo spektrinį tankį, yra atvirkščiai proporcingas šio kūno absoliučiai temperatūrai, t.y. kylant temperatūrai, didžiausias energijos išsiskyrimas pereina į trumpųjų bangų diapazoną.

Norėdami tęsti atsisiuntimą, turite surinkti vaizdą:

šiluminė spinduliuotė

Šiluminė spinduliuotė yra elektromagnetinė spinduliuotė, atsirandanti dėl medžiagos sudėties atomų ir molekulių sukimosi ir vibracinio judėjimo energijos. Šiluminė spinduliuotė būdinga visiems kūnams, kurių temperatūra viršija absoliutaus nulio temperatūrą.

Žmogaus kūno šiluminė spinduliuotė priklauso elektromagnetinių bangų infraraudonųjų spindulių diapazonui. Pirmą kartą tokią spinduliuotę atrado anglų astronomas Williamas Herschelis. 1865 metais anglų fizikas J. Maxwellas įrodė, kad IR spinduliuotė turi elektromagnetinį pobūdį ir reprezentuoja bangas, kurių ilgis nuo 760 nm iki 1-2 mm. Dažniausiai visas IR spinduliuotės diapazonas skirstomas į sritis: artimas (750nm-2.500nm), vidurinis (2.500nm-50.000nm) ir tolimas (50.000-2.000.000 nm).

Panagrinėkime atvejį, kai kūnas A yra ertmėje B, kurią riboja idealus atspindintis (spinduliavimui nepralaidus) apvalkalas C (1 pav.). Dėl daugkartinio atspindžio nuo korpuso vidinio paviršiaus spinduliuotė liks veidrodžio ertmėje ir iš dalies ją sugers kūnas A. Tokiomis sąlygomis sistemos ertmė B – kūnas A nepraras energijos, o tik ištisinį. įvyks energijos mainai tarp kūno A ir spinduliuotės, užpildančios ertmę B.

Pusiausvyrinė šiluminė spinduliuotė pasižymi šiomis savybėmis: vienalytė (vienodas energijos srauto tankis visuose ertmės taškuose), izotropinė (galimos sklidimo kryptys yra vienodos), nepoliarizuotos (elektrinių ir magnetinių laukų vektorių kryptys ir reikšmės). visuose ertmės taškuose keičiasi atsitiktinai).

Pagrindinės šiluminės spinduliuotės kiekybinės charakteristikos yra šios:

Energijos šviesumas – tai elektromagnetinės spinduliuotės energijos kiekis visame šiluminės spinduliuotės bangų ilgio diapazone, kurį kūnas skleidžia visomis kryptimis paviršiaus vienetu per laiko vienetą: R = E / (S t), [J / (m2s) ] = [W /m2] Energijos šviesumas priklauso nuo kūno prigimties, kūno temperatūros, kūno paviršiaus būklės ir spinduliuotės bangos ilgio.

Energijos šviesumo spektrinis tankis – tai kūno energijos šviesumas tam tikriems bangos ilgiams (λ + dλ) esant tam tikrai temperatūrai (T + dT): Rλ, T = f(λ, T).

Kūno šviesumas tam tikruose bangos ilgiuose apskaičiuojamas integruojant Rλ, T = f(λ, T), kai T = const:

Sugerties koeficientas yra kūno sugertos energijos ir krintančios energijos santykis. Taigi, jei srauto dФkrit spinduliuotė patenka ant kūno, tada viena jo dalis atsispindi nuo kūno paviršiaus - dФоtr, kita dalis pereina į kūną ir iš dalies paverčiama šilumos dФabs, o trečioji dalis, po kelių vidinių atspindžių praeina per kūną į išorę dФpr: α = dФabs /dFfall.

Monochromatinis sugerties koeficientas – tam tikro bangos ilgio šiluminės spinduliuotės sugerties koeficientas tam tikroje temperatūroje: αλ, T = f(λ, T)

Tarp kūnų yra tokių kūnų, kurie gali sugerti visą bet kokio bangos ilgio šiluminę spinduliuotę, kuri patenka į juos. Tokie puikiai sugeriantys kūnai vadinami absoliučiai juodais kūnais. Jiems α =1.

Taip pat yra pilkų kūnų, kuriems α<1, но одинаковый для всех длин волн инфракрасного диапазона.

Juodojo kūno modelis yra nedidelė ertmės anga su karščiui nepralaidžiu apvalkalu. Skylės skersmuo yra ne didesnis kaip 0,1 ertmės skersmens. Esant pastoviai temperatūrai, iš skylės išsiskiria tam tikra energija, atitinkanti visiškai juodo kūno energijos šviesumą. Tačiau ABB yra idealizacija. Tačiau juodo kūno šiluminės spinduliuotės dėsniai padeda priartėti prie tikrų modelių.

2. Šiluminės spinduliuotės dėsniai

Kirchhoffo dėsnio pasekmės:

Sistemingas daugelio elementų spektrų tyrimas leido Kirchhoffui ir Bunsenui nustatyti nedviprasmišką ryšį tarp dujų absorbcijos ir emisijos spektrų bei atitinkamų atomų individualumo. Taigi buvo pasiūlyta spektrinė analizė, kurios pagalba galima nustatyti medžiagas, kurių koncentracija yra 0,1 nm.

Energijos šviesumo spektrinio tankio pasiskirstymas juodam, pilkam kūnui, savavališkam kūnui. Paskutinė kreivė turi keletą maksimumų ir minimumų, kurie rodo tokių kūnų spinduliuotės selektyvumą ir sugertį.

2. Stefano-Boltzmanno dėsnis.

Vokiečių fizikas Wilhelmas Wienas 1893 metais suformulavo dėsnį, kuris nustato kūno energijos šviesumo didžiausio spektrinio tankio padėtį juodo kūno spinduliuotės spektre priklausomai nuo temperatūros. Pagal įstatymą bangos ilgis λmax, kuris sudaro didžiausią juodojo kūno energijos šviesumo spektrinį tankį, yra atvirkščiai proporcingas jo absoliučiai temperatūrai T: λmax \u003d w / t, kur w \u003d 2,9 * 10-3 m K yra Wien konstanta.

Taigi, kylant temperatūrai, keičiasi ne tik visa spinduliuotės energija, bet ir pati energijos šviesumo spektrinio tankio pasiskirstymo kreivės forma. Spektrinio tankio maksimumas pasislenka į trumpesnius bangos ilgius, kylant temperatūrai. Todėl Wieno dėsnis vadinamas poslinkio dėsniu.

Optinėje pirometrijoje naudojamas Wieno dėsnis – metodas temperatūrai nustatyti pagal stipriai įkaitusių kūnų, kurie yra toli nuo stebėtojo, emisijos spektro. Būtent šiuo metodu pirmą kartą buvo nustatyta Saulės temperatūra (470 nm T = 6160 K).

4. Planko teorija. Vokiečių mokslininkas 1900 metais iškėlė hipotezę, kad kūnai spinduliuoja ne nuolat, o atskiromis porcijomis – kvantais. Kvantinė energija proporcinga spinduliavimo dažniui: E = hν = h·c/λ, kur h = 6,63*10-34 J·s yra Planko konstanta.

Šiluminė spinduliuotė ir jos charakteristikos

šiluminė spinduliuotė- tai kūnų elektromagnetinė spinduliuotė, atsirandanti pasikeitus jų vidinei energijai (atomų ir molekulių šiluminio judėjimo energijai).

Žmogaus kūno šiluminė spinduliuotė priklauso elektromagnetinių bangų infraraudonųjų spindulių diapazonui.

infraraudonieji spinduliai užima elektromagnetinių bangų diapazoną, kurio bangos ilgis yra nuo 760 nm iki 1-2 mm.

Šiluminės spinduliuotės šaltinis: bet koks kūnas, kurio temperatūra viršija absoliutaus nulio temperatūrą.

Srautas (F)- energijos kiekis, kuris per laiko vienetą išspinduliuojamas (sugeriamas) iš pasirinkto ploto (paviršiaus) visomis kryptimis.

2. Integralinė spinduliuotė (R) – spinduliuotės srautas paviršiaus ploto vienetui.

3. Spektrinė spinduliuotė() – integralinė spinduliuotė, susijusi su spektrinio intervalo vienetu

kur yra integralioji spinduliuotė;

yra bangos ilgio intervalo plotis ().

4. Integruotas sugerties pajėgumas (absorbcijos koeficientas) yra kūno sugertos energijos ir krintančios energijos santykis.

yra kūno sugeriamas spinduliuotės srautas;

- spinduliuotės srautas, kuris patenka ant kūno.

5. Spektrinė absorbcija – sugerties koeficientas, susijęs su vienu spektriniu intervalu:

Visiškai juodas korpusas. pilki kūnai

Juodas kūnas yra kūnas, kuris sugeria visą krintančią energiją.

Visiškai juodo kūno sugerties koeficientas nepriklauso nuo bangos ilgio.

Visiškai juodo kūno pavyzdžiai: suodžiai, juodas aksomas.

Pilki kūnai – tai kūnai, kuriuose.

Pavyzdys: žmogaus kūnas laikomas pilku kūnu.

Juodi ir pilki kūnai yra fizinė abstrakcija.

Šiluminės spinduliuotės dėsniai

1. Kirchhoffo dėsnis (1859): Kūnų spektrinės spinduliuotės ir jų spektrinės sugerties santykis nepriklauso nuo spinduliuojančio kūno prigimties ir yra lygus juodojo kūno spektrinei spinduliuotei tam tikroje temperatūroje:

kur yra juodo kūno spektrinė spinduliuotė.

Šiluminė spinduliuotė yra pusiausvyra – kiek energijos išskiria kūnas, tiek jos sugeria.

Ryžiai. 41. Energijos pasiskirstymo šiluminės spinduliuotės spektruose kreivės

įvairūs kūnai (1 - visiškai juodas kūnas, 2 - pilkas kūnas,

3 – savavališkas kūnas)

2. Stefano-Boltzmanno įstatymas (1879, 1884): visiškai juodo kūno () integralioji spinduliuotė yra tiesiogiai proporcinga jo termodinaminės temperatūros (T) ketvirtajai laipsnei.

kur - Stefano-Boltzmanno konstanta

3. Wieno dėsnis (1893): bangos ilgis, kuriam esant krenta didžiausia tam tikro kūno spektrinė spinduliuotė, yra atvirkščiai proporcinga temperatūrai.

Kur = – Nuolatinė kaltė.

Ryžiai. 42. Juodojo kūno šiluminės spinduliuotės spektrai esant įvairioms temperatūroms

Žmogaus kūno šiluminė spinduliuotė

Dėl termoreguliacijos žmogaus kūnas turi pastovią temperatūrą. Pagrindinė termoreguliacijos dalis yra kūno šilumos mainai su aplinka.

Šilumos perdavimas vyksta šiais procesais:

a) šilumos laidumas (0%), b) konvekcija (20%), c) spinduliuotė (50%), d) garavimas (30%).

Žmogaus kūno šiluminės spinduliuotės diapazonas

Žmogaus odos paviršiaus temperatūra:.

Bangos ilgis atitinka infraraudonųjų spindulių diapazoną, todėl žmogaus akis jo nesuvokia.

Žmogaus kūno spinduliuotė

Žmogaus kūnas laikomas pilku kūnu, nes iš dalies spinduliuoja energiją () ir sugeria spinduliuotę iš aplinkos ().

Energija (), kurią žmogus praranda per 1 sekundę iš 1 kūno dėl radiacijos, yra:

kur aplinkos temperatūra: , žmogaus kūno temperatūra: .

Kontaktiniai temperatūros nustatymo metodai

Termometrai: gyvsidabris, alkoholis.

Celsijaus skalė: t°C

Kelvino skalė: T = 273 + t°C

Termografija – tai žmogaus kūno dalies temperatūros nustatymo metodas nuotoliniu būdu, įvertinant šiluminės spinduliuotės intensyvumą.

Prietaisai: termografas arba termovizorius (registruoja temperatūros pasiskirstymą pasirinktoje žmogaus zonoje).

Paskaitos numeris 16. šiluminė spinduliuotė

1. Šiluminės spinduliuotės samprata ir jos charakteristikos

Taigi, kas yra šiluminė spinduliuotė?

1 pav. Daugkartinis šiluminių bangų atspindys nuo veidrodinių ertmės B sienelių

Jei energijos pasiskirstymas kiekvienam bangos ilgiui išliks nepakitęs, tai tokios sistemos būsena bus pusiausvyra, o spinduliuotė taip pat bus pusiausvyra. Vienintelė pusiausvyros spinduliuotės rūšis yra šiluminė. Jei dėl kokių nors priežasčių pasislenka pusiausvyra tarp spinduliuotės ir kūno, tada pradeda vykti tokie termodinaminiai procesai, kurie grąžins sistemą į pusiausvyros būseną. Jei kūnas A pradeda spinduliuoti daugiau nei sugeria, tada kūnas pradeda prarasti vidinę energiją ir kūno temperatūra (kaip vidinės energijos matas) pradės kristi, o tai sumažins spinduliuojamos energijos kiekį. Kūno temperatūra kris tol, kol išskiriamos energijos kiekis taps lygus organizmo sugertos energijos kiekiui. Taigi ateis pusiausvyros būsena.

Sugerties koeficientas yra kūno sugertos energijos ir krintančios energijos santykis. Taigi, jei srauto dФ kritimo spinduliuotė patenka ant kūno, tai viena jos dalis atsispindi nuo kūno paviršiaus - dФ neg, kita dalis pereina į kūną ir iš dalies paverčiama šiluma, kurią sugeria, ir trečioji dalis po kelių vidinių atspindžių eina per kūną į išorę dФ pr : α = dФ absorbuoti /dФ kritimas.

Sugerties koeficientas α priklauso nuo sugeriančio kūno pobūdžio, sugertos spinduliuotės bangos ilgio, temperatūros ir kūno paviršiaus būklės.

Juodojo kūno modelis yra nedidelė ertmės anga su karščiui nepralaidžiu apvalkalu. Skylės skersmuo yra ne didesnis kaip 0,1 ertmės skersmens. Esant pastoviai temperatūrai, iš skylės išsiskiria tam tikra energija, atitinkanti visiškai juodo kūno energijos šviesumą. Tačiau ABB yra idealizacija. Tačiau juodo kūno šiluminės spinduliuotės dėsniai padeda priartėti prie tikrų modelių.

2. Šiluminės spinduliuotės dėsniai

1. Kirchhoffo dėsnis. Šiluminė spinduliuotė yra pusiausvyra – kiek energijos išskiria kūnas, tiek jos sugeria. Trims kūnams uždaroje ertmėje galime rašyti:

Nurodytas santykis bus teisingas net tada, kai vienas iš kūnų yra AF:

Tai yra Kirchhoffo dėsnis: kūno energijos šviesumo spektrinio tankio ir jo monochromatinės sugerties koeficiento santykis (tam tikroje temperatūroje ir tam tikram bangos ilgiui) nepriklauso nuo kūno prigimties ir yra lygus visiems kūno kūnams. energijos šviesumo spektrinis tankis esant tokiai pačiai temperatūrai ir bangos ilgiui.

1. Juodojo kūno spektrinės energijos šviesumas yra universali bangos ilgio ir kūno temperatūros funkcija.

2. Juodojo kūno spektrinės energijos šviesumas yra didžiausias.

3. Savavališko kūno spektrinės energijos šviesumas lygus jo absorbcijos koeficiento ir visiškai juodo kūno spektrinės energijos šviesumo sandaugai.

4. Bet kuris kūnas tam tikroje temperatūroje skleidžia tokio pat bangos ilgio bangas, kokias skleidžia esant tam tikrai temperatūrai.

1879 m. austrų mokslininkai Josefas Stefanas (eksperimentiškai – savavališkam kūnui) ir Ludwigas Boltzmannas (teoriškai – juodam kūnui) nustatė, kad bendras energijos šviesumas visame bangų ilgių diapazone yra proporcingas ketvirtajai absoliučios kūno temperatūros laipsniai:

Vokiečių fizikas Wilhelmas Wienas 1893 metais suformulavo dėsnį, kuris nustato kūno energijos šviesumo didžiausio spektrinio tankio padėtį juodo kūno spinduliuotės spektre priklausomai nuo temperatūros. Pagal įstatymą bangos ilgis λ max , kuris sudaro didžiausią juodojo kūno energijos šviesumo spektrinį tankį, yra atvirkščiai proporcingas jo absoliučiai temperatūrai T: λ max \u003d w / t, kur w \u003d 2,9 * 10 - 3 m K yra Wien konstanta.

Pateikti dėsniai neleido teoriškai rasti energijos šviesumo spektrinio tankio pasiskirstymo bangos ilgiais lygčių. Rayleigh ir Jeans darbai, kuriuose mokslininkai, remdamiesi klasikinės fizikos dėsniais, tyrė juodųjų kūnų spinduliuotės spektrinę sudėtį, sukėlė esminių sunkumų, vadinamų ultravioletine katastrofa. UV bangų diapazone juodojo kūno energijos šviesumas turėjo pasiekti begalybę, nors eksperimentų metu jis sumažėjo iki nulio. Šie rezultatai prieštaravo energijos tvermės dėsniui.

4. Planko teorija. Vokiečių mokslininkas 1900 metais iškėlė hipotezę, kad kūnai spinduliuoja ne nuolat, o atskiromis porcijomis – kvantais. Kvanto energija proporcinga spinduliavimo dažniui: E = hν = h·c/λ, kur h = 6,63*J·s yra Planko konstanta.

Ši formulė sutampa su eksperimentiniais duomenimis visame bangos ilgių diapazone esant visoms temperatūroms.

3. Realių kūnų ir žmogaus kūno spinduliavimas

Šiluminė spinduliuotė iš žmogaus kūno paviršiaus vaidina svarbų vaidmenį perduodant šilumą. Yra tokie šilumos perdavimo būdai: šilumos laidumas (laidumas), konvekcija, spinduliavimas, garavimas. Priklausomai nuo to, kokiomis sąlygomis žmogus atsiduria, kiekvienas iš šių būdų gali būti dominuojantis (pavyzdžiui, esant labai aukštai aplinkos temperatūrai, pagrindinis vaidmuo tenka garavimui, o šaltame vandenyje laidumas ir 15 laipsnių vandens temperatūra yra nuogam žmogui mirtina aplinka, o po 2-4 valandų įvyksta alpimas ir mirtis dėl smegenų hipotermijos). Radiacijos dalis bendrame šilumos perdavimui gali būti nuo 75 iki 25%. Normaliomis sąlygomis fiziologinio poilsio metu apie 50 proc.

Yra realių kūnų energetinio šviesumo spektrinio tankio ypatybės: esant 310K, kuri atitinka vidutinę žmogaus kūno temperatūrą, šiluminės spinduliuotės maksimumas patenka į 9700nm. Bet koks kūno temperatūros pokytis lemia šiluminės spinduliuotės iš kūno paviršiaus galios pasikeitimą (pakanka 0,1 laipsnio). Todėl odos sričių, susijusių su tam tikrais organais per centrinę nervų sistemą, tyrimas padeda atpažinti ligas, dėl kurių gana ženkliai keičiasi temperatūra (Zakharyin-Ged zonų termografija).

4. Biologinis ir gydomasis šilumos ir šalčio poveikis

Žmogaus kūnas nuolat skleidžia ir sugeria šilumos spinduliuotę. Šis procesas priklauso nuo žmogaus kūno temperatūros ir aplinkos. Didžiausia žmogaus kūno IR spinduliuotė patenka į 9300 nm.

5. Fiziniai termografijos pagrindai Termovizoriai

Termografija arba terminis vaizdavimas yra funkcinės diagnostikos metodas, pagrįstas žmogaus kūno infraraudonosios spinduliuotės registravimu.

Daugelis įmonių pastaruoju metu pripažino, kad kartais gana sunku „praeiti“ prie potencialaus kliento, jo informacinis laukas yra taip prikrautas įvairiausių reklaminių pranešimų, kad jie tiesiog nustoja būti suvokiami.

Aktyvūs telefonų pardavimai tampa vienu efektyviausių būdų padidinti pardavimus per trumpą laiką. Šaltais skambučiais siekiama pritraukti klientus, kurie anksčiau nesikreipė dėl prekės ar paslaugos, tačiau dėl daugelio veiksnių yra potencialūs klientai. Surinkęs telefono numerį, aktyvus pardavimo vadovas turi aiškiai suprasti šaltojo skambučio tikslą. Juk pokalbiai telefonu iš pardavimų vadybininko reikalauja ypatingų įgūdžių ir kantrybės, taip pat derybų technikos ir metodikos išmanymo.

Šiluminės spinduliuotės charakteristikos

Pagrindiniai temos klausimai:

1. Šiluminės spinduliuotės charakteristikos.

2. Šiluminės spinduliuotės dėsniai (Kirchhofo dėsnis, Stefano-Boltzmanno dėsnis, Wieno dėsnis); Plancko formulė.

3. Fiziniai termografijos pagrindai (terminis vaizdavimas).

4. Kūno šilumos perdavimas.

Bet koks kūnas, kurio temperatūra aukštesnė už absoliutų nulį (0 K), yra elektromagnetinės spinduliuotės šaltinis, vadinamas šilumine spinduliuote. Jis atsiranda dėl vidinės kūno energijos.

Įkaitusio kūno skleidžiamų elektromagnetinių bangų bangų ilgių diapazonas (spektrinis diapazonas) yra labai platus. Šiluminės spinduliuotės teorijoje dažnai manoma, kad čia bangos ilgis svyruoja nuo 0 iki ¥.

Kūno šiluminės spinduliuotės energijos pasiskirstymas bangos ilgiais priklauso nuo jo temperatūros. Kambario temperatūroje beveik visa energija yra sutelkta elektromagnetinių bangų skalės infraraudonojoje srityje. Esant aukštai temperatūrai (1000°C), nemaža dalis energijos išsiskiria ir matomame diapazone.

Šiluminės spinduliuotės charakteristikos

1. Spinduliuotės srautas (galia) Ф(kartais vadinamas R) – energija, per 1 sekundę išspinduliuojama iš viso šildomo kūno paviršiaus visomis erdvės kryptimis ir visame spektriniame diapazone:

2. Energijos šviesumas R- energija, išspinduliuota 1 sek. iš 1 m 2 kūno paviršiaus visomis erdvės kryptimis ir visame spektriniame diapazone. Jeigu S yra kūno paviršiaus plotas

3. Energijos šviesumo spektrinis tankis r λ- energija, išspinduliuota per 1 s nuo 1 m 2 kūno paviršiaus visomis kryptimis esant bangos ilgiui λ viename spektro diapazone , →

R l priklausomybė nuo l vadinama spektras kūno šiluminė spinduliuotė tam tikroje temperatūroje (esant T= const). Spektras parodo kūno skleidžiamos energijos pasiskirstymą bangos ilgiais. Tai parodyta fig. vienas.

Galima parodyti, kad energijos šviesumas R yra lygus figūros plotui, kurį riboja spektras ir ašis (1 pav.).

4. Įkaitusio kūno gebėjimą sugerti išorinės spinduliuotės energiją lemia monochromatinės sugerties koeficientas a l,

tie. a l kūno sugeriamo spinduliuotės srauto, kurio bangos ilgis l, ir to paties bangos ilgio spinduliuotės srauto, patenkančio į kūną, santykis. Iš (3.) išplaukia, kad ir aš - bematis kiekis.

Pagal priklausomybės tipą a iš l visi kūnai skirstomi į 3 grupes:

a= 1 visais bangos ilgiais bet kokioje temperatūroje (3 pav., 1 ), t.y. Juodas kūnas visiškai sugeria visą ant jo patenkančią spinduliuotę. Gamtoje nėra „absoliučiai juodų“ kūnų, tokio kūno pavyzdžiu gali pasitarnauti uždara nepermatoma ertmė su maža skylute (2 pav.). Į šią skylę įkritęs spindulys po daugybės atspindžių nuo sienų bus beveik visiškai sugertas.

Saulė yra arti visiškai juodo kūno, jos T = 6000 K.

2). pilki kūnai: jų absorbcijos koeficientas a < 1 и одинаков на всех длинах волн при любых температурах (рис. 3, 2 ). Pavyzdžiui, žmogaus kūnas gali būti laikomas pilku kūnu esant šilumos mainų su aplinka problemoms.

jiems – absorbcijos koeficientas a < 1 и зависит от длины волны, т.е. a l = f(l), ši priklausomybė yra kūno absorbcijos spektras (1 pav.). 3 , 3 ).

Šiluminės spinduliuotės bangos ilgis

Šiluminės spinduliuotės dėsniai. Spinduliuojanti šiluma.

Galbūt kažkam tai bus naujiena, bet temperatūros perdavimas vyksta ne tik šilumos laidumu per vieno kūno prisilietimą prie kito. Kiekvienas kūnas (kietas, skystas ir dujinis) skleidžia tam tikros bangos šiluminius spindulius. Šie spinduliai, paliekantys vieną kūną, sugeriami kito kūno ir įgauna šilumą. Ir aš pabandysiu jums paaiškinti, kaip tai vyksta, ir kiek šilumos prarandame dėl šios spinduliuotės namuose šildymui. (Manau, kad daugeliui bus įdomu pamatyti šiuos skaičius). Straipsnio pabaigoje mes išspręsime problemą iš tikro pavyzdžio.

Ne kartą tuo įsitikinau, kad sėdint prie laužo (dažniausiai didelio) veidą apdegino šie spinduliai. O jei ugnį uždengdavau delnais ir tuo pačiu ištiesdavo rankas, paaiškėdavo, kad veidas nustojo degti. Nesunku atspėti, kad šie spinduliai tiesūs kaip šviesa. Mane degina ne aplink ugnį cirkuliuojantis oras ir net ne oro šilumos laidumas, o tiesioginiai nematomi šilumos spinduliai, sklindantys iš ugnies.

Kosmose tarp planetų dažniausiai yra vakuumas, todėl temperatūrų perdavimas vyksta tik šiluminiais spinduliais (Visi spinduliai yra elektromagnetinės bangos).

Šiluminė spinduliuotė yra tokia kaip šviesa ir elektromagnetiniai spinduliai (bangos). Tiesiog šios bangos (spinduliai) turi skirtingą bangos ilgį.

Pavyzdžiui, 0,76–50 mikronų diapazone esantys bangos ilgiai vadinami infraraudonaisiais. Visi kūnai, kurių kambario temperatūra yra + 20 °C, daugiausia skleidžia infraraudonąsias bangas, kurių bangos ilgis yra artimas 10 mikronų.

Bet kuris kūnas, jei tik jo temperatūra skiriasi nuo absoliutaus nulio (-273,15 ° C), gali siųsti spinduliuotę į supančią erdvę. Todėl bet kuris kūnas spinduliuoja spindulius į aplinkinius kūnus ir, savo ruožtu, yra veikiamas šių kūnų spinduliuotės.

Šiluminė spinduliuotė gali būti absorbuojama arba praeina per kūną, arba ji gali tiesiog atsispindėti nuo kūno. Šilumos spindulių atspindys yra panašus į šviesos pluošto atspindį nuo veidrodžio. Šilumos spinduliuotės sugertis yra panaši į tai, kaip juodas stogas labai įkaista nuo saulės spindulių. Ir spindulių prasiskverbimas ar praėjimas yra panašus į tai, kaip spinduliai praeina per stiklą ar orą. Gamtoje labiausiai paplitusi elektromagnetinės spinduliuotės rūšis yra šiluminė spinduliuotė.

Savo savybėmis juodam kūnui labai artima yra vadinamoji reliktinė spinduliuotė, arba kosminis mikrobangų fonas – spinduliuotė, užpildanti Visatą maždaug 3 K temperatūra.

Apskritai šilumos inžinerijos moksle, norint paaiškinti šiluminės spinduliuotės procesus, norint kokybiškai paaiškinti šiluminės spinduliuotės procesus, patogu vartoti juodo kūno sąvoką. Tik juodas kūnas gali kažkaip palengvinti skaičiavimus.

Kaip aprašyta aukščiau, bet kuris kūnas gali:

2. Sugerti šiluminę energiją.

3. Atspindėti šiluminę energiją.

Juodas kūnas yra kūnas, kuris visiškai sugeria šiluminę energiją, tai yra, jis neatspindi spindulių ir pro jį nepraeina šiluminė spinduliuotė. Tačiau nepamirškite, kad juodas kūnas spinduliuoja šiluminę energiją.

Kokie sunkumai kyla skaičiuojant, jei kūnas nėra juodas kūnas?

Kūnas, kuris nėra juodas kūnas, turi šiuos veiksnius:

2. Atspindi tam tikrą šiluminės spinduliuotės dalį.

Šie du veiksniai taip apsunkina skaičiavimą, kad „mama neverk“. Labai sunku suskaičiuoti. Ir mokslininkai šia proga tikrai nepaaiškino, kaip apskaičiuoti pilką kūną. Beje, pilkas kūnas yra kūnas, kuris nėra juodas kūnas.

Šiluminė spinduliuotė turi skirtingus dažnius (skirtingas bangas), o kiekvienas atskiras kūnas gali turėti skirtingą spinduliavimo bangą. Be to, kintant temperatūrai gali keistis šis bangos ilgis, taip pat gali keistis jo intensyvumas (spinduliavimo stiprumas).

Apsvarstykite vaizdą, patvirtinantį spinduliuotės koeficiento skaičiavimo sudėtingumą.

Paveikslėlyje pavaizduoti du rutuliai, kuriuose yra šio rutulio dalelių. Raudonos rodyklės yra dalelių skleidžiami spinduliai.

Apsvarstykite juodą kūną.

Juodo korpuso viduje, giliai viduje, yra keletas dalelių, kurios pažymėtos oranžine spalva. Jie skleidžia spindulius, kurie sugeria šalia esančias kitas daleles, kurios pažymėtos geltonai. Juodojo kūno oranžinių dalelių spinduliai negali prasiskverbti pro kitas daleles. Ir todėl tik išorinės šio rutulio dalelės skleidžia spindulius per visą rutulio plotą. Todėl juodo kūno apskaičiavimą lengva apskaičiuoti. Taip pat įprasta manyti, kad juodas kūnas skleidžia visą bangų spektrą. Tai yra, jis skleidžia visas turimas įvairaus ilgio bangas. Pilkas kūnas gali skleisti dalį bangų spektro, tik tam tikro bangos ilgio.

Apsvarstykite pilką kūną.

Pilko kūno viduje esančios dalelės išskiria dalį spindulių, kurie praeina per kitas daleles. Ir todėl skaičiavimas tampa daug sudėtingesnis.

Šiluminė spinduliuotė yra elektromagnetinė spinduliuotė, atsirandanti kūno dalelių šiluminio judėjimo energiją paverčiant spinduliuotės energija. Būtent šiluminė elementariųjų emiterių (atomų, molekulių ir kt.) sužadinimo prigimtis prieštarauja šiluminei spinduliuotei visų kitų liuminescencijos rūšims ir lemia jos specifinę savybę priklausyti tik nuo spinduliuojančio kūno temperatūros ir optinių charakteristikų.

Patirtis rodo, kad šiluminė spinduliuotė stebima visuose kūnuose esant bet kokiai temperatūrai, išskyrus 0 K. Žinoma, spinduliavimo intensyvumas ir pobūdis priklauso nuo spinduliuojančio kūno temperatūros. Pavyzdžiui, visi kūnai, kurių kambario temperatūra yra + 20 ° C, daugiausia skleidžia infraraudonąsias bangas, kurių bangos ilgis yra artimas 10 mikronų, o Saulė skleidžia energiją, kurios maksimumas patenka į 0,5 mikrono, o tai atitinka matomą diapazoną. Esant T → 0 K kūnai praktiškai nespinduliuoja.

Dėl šiluminės spinduliuotės mažėja vidinė kūno energija, taigi ir kūno temperatūra, vėsta. Įkaitęs kūnas dėl šiluminės spinduliuotės išskiria vidinę energiją ir atvėsta iki aplinkinių kūnų temperatūros. Savo ruožtu, sugerdami spinduliuotę, šalti kūnai gali įkaisti. Tokie procesai, kurie gali vykti ir vakuume, vadinami radiaciniu šilumos perdavimu.

Juodas kūnas yra fizinė abstrakcija, naudojama termodinamikoje, kūnas, kuris sugeria visą elektromagnetinę spinduliuotę, patenkančią į jį visuose diapazonuose ir nieko neatspindi. Nepaisant pavadinimo, pats juodas kūnas gali skleisti bet kokio dažnio elektromagnetinę spinduliuotę ir vizualiai turėti spalvą. Juodojo kūno spinduliavimo spektrą lemia tik jo temperatūra.

(Temperatūros diapazonas kelvinais ir jų spalva)

iki 1000 raudonųjų

5500-7000 Grynai balta

Juodiausios tikrosios medžiagos, pavyzdžiui, suodžiai, sugeria iki 99% krentančios spinduliuotės (t. y. turi 0,01 albedo) matomoje bangos ilgio diapazone, tačiau infraraudonąją spinduliuotę jos sugeria daug prasčiau. Giliai juoda kai kurių medžiagų (anglies, juodo aksomo) ir žmogaus akies vyzdžio spalva paaiškinama tuo pačiu mechanizmu. Tarp Saulės sistemos kūnų Saulė turi daugiausiai absoliučiai juodo kūno savybių. Pagal apibrėžimą Saulė praktiškai neatspindi spinduliuotės. Šį terminą 1862 m. įvedė Gustavas Kirchhoffas.

Pagal spektrinę klasifikaciją Saulė priklauso G2V tipui („geltonoji nykštukė“). Saulės paviršiaus temperatūra siekia 6000 K, todėl Saulė šviečia beveik balta šviesa, tačiau dalį spektro sugeria Žemės atmosfera šalia mūsų planetos paviršiaus, ši šviesa įgauna geltoną atspalvį.

Absoliučiai juodas korpusas – sugeria 100% ir tuo pačiu įkaista, ir atvirkščiai! šildomas kūnas - 100% spinduliuoja, o tai reiškia, kad tarp Saulės temperatūros ir jos spektro yra griežta schema (absoliučiai juodo kūno spinduliavimo formulė), nes ir spektras, ir temperatūra jau nustatyti - taip, Saulė neturi nukrypimų nuo šių parametrų!

Astronomijoje yra tokia diagrama - „Spektras-Šviesumas“, todėl mūsų Saulė priklauso „pagrindinei žvaigždžių sekai“, kuriai priklauso dauguma kitų žvaigždžių, tai yra, beveik visos žvaigždės yra „absoliučiai juodi kūnai“, kaip. tai nėra keista. Išimtys yra baltieji nykštukai, raudonieji milžinai ir nauji, ypač nauji.

Tai žmogus, kuris mokykloje nesimokė fizikos.

Juodas kūnas sugeria VISĄ spinduliuotę ir skleidžia daugiau nei visi kiti kūnai (kuo daugiau kūnas sugeria, tuo labiau įkaista; kuo labiau įkaista, tuo daugiau spinduliuoja).

Tarkime, kad turime du paviršius – pilką (kurio juodumo koeficientas 0,5) ir visiškai juodą (koeficientas 1).

Emisija yra sugerties koeficientas.

Dabar ant šių paviršių nukreipiant tą patį fotonų srautą, tarkime, 100 vnt.

Pilkas paviršius sugers 50 jų, juodas – visus 100.

Kuris paviršius skleidžia daugiau šviesos – kuriame „sėdi“ 50 fotonų ar 100?

Visiškai juodo kūno spinduliuotę pirmą kartą teisingai apskaičiavo Planckas.

Saulės spinduliuotė maždaug paklūsta Plancko formulei.

Taigi mes pradedame studijuoti teoriją.

Pagal spinduliuotę (radiaciją) suprantame bet kokios rūšies elektromagnetinių bangų emisiją ir sklidimą. Priklausomai nuo bangos ilgio, yra: rentgeno, ultravioletinių, infraraudonųjų spindulių, šviesos (matomos) spinduliuotės ir radijo bangos.

Rentgeno spinduliuotė - elektromagnetinės bangos, kurių fotonų energija yra elektromagnetinių bangų skalėje tarp ultravioletinės spinduliuotės ir gama spinduliuotės, kuri atitinka bangų ilgį nuo 10–2 iki 103 angstremų. 10 angstremų = 1 nm. (0,nm)

Ultravioletinė spinduliuotė (ultravioletinė, UV, UV) – elektromagnetinė spinduliuotė, užimanti diapazoną tarp violetinės matomos spinduliuotės ribos ir rentgeno spinduliuotės (10 – 380 nm).

Infraraudonoji spinduliuotė – elektromagnetinė spinduliuotė, užimanti spektrinę sritį tarp matomos šviesos raudonojo galo (kurios bangos ilgis λ = 0,74 μm) ir mikrobangų spinduliuotės (λ

Dabar visas infraraudonosios spinduliuotės diapazonas yra padalintas į tris komponentus:

Trumpųjų bangų sritis: λ = 0,74-2,5 µm;

Vidutinės bangos sritis: λ = 2,5-50 µm;

Ilgosios bangos ilgio sritis: λ = 50-2000 µm;

Matoma spinduliuotė – žmogaus akies suvokiamos elektromagnetinės bangos. Žmogaus akies jautrumas elektromagnetinei spinduliuotei priklauso nuo spinduliuotės bangos ilgio (dažnio), o didžiausias jautrumas yra 555 nm (540 terahercų), žaliojoje spektro dalyje. Kadangi jautrumas palaipsniui mažėja iki nulio, nutolus nuo didžiausio taško, neįmanoma nurodyti tikslių matomos spinduliuotės spektrinio diapazono ribų. Paprastai 380–400 nm (750–790 THz) atkarpa laikoma trumpųjų bangų riba, o 760–780 nm (385–395 THz) – ilgųjų bangų riba. Tokio bangos ilgio elektromagnetinė spinduliuotė dar vadinama matoma šviesa arba tiesiog šviesa (siaurąja to žodžio prasme).

Radijo spinduliuotė (radijo bangos, radijo dažniai) - elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis yra 5 10-5-1010 metrų, o dažniai atitinkamai nuo 6 1012 Hz ir iki kelių Hz. Radijo bangos naudojamos perduodant duomenis radijo tinkluose.

Šiluminė spinduliuotė – tai spinduliuojančio kūno vidinės energijos sklidimo erdvėje procesas elektromagnetinėmis bangomis. Šių bangų sukėlėjai yra medžiagos dalelės, sudarančios medžiagą. Elektromagnetinėms bangoms skleisti nereikia materialinės terpės, vakuume jos sklinda šviesos greičiu ir pasižymi bangos ilgiu λ arba virpesių dažniu ν. Esant temperatūrai iki 1500 °C, didžioji energijos dalis atitinka infraraudonųjų spindulių ir iš dalies šviesos spinduliuotę (λ=0,7÷50 µm).

Pažymėtina, kad spinduliavimo energija skleidžiama ne nuolat, o tam tikrų porcijų – kvantų pavidalu. Šių energijos dalių nešėjai yra elementariosios spinduliuotės dalelės – fotonai, turinčios energiją, judesių skaičių ir elektromagnetinę masę. Kai jis atsitrenkia į kitus kūnus, spinduliuotės energija juos iš dalies sugeria, iš dalies atsispindi ir iš dalies praeina per kūną. Spinduliuotės energijos pavertimo absorbuojančio kūno vidine energija vadinamas absorbcija. Dauguma kietųjų ir skystųjų kūnų skleidžia visų bangų ilgių energiją nuo 0 iki ∞, tai yra, jie turi nuolatinį emisijos spektrą. Dujos skleidžia energiją tik tam tikruose bangų ilgių diapazonuose (selektyvus emisijos spektras). Kietosios medžiagos spinduliuoja ir sugeria energiją paviršiumi, o dujos pagal tūrį.

Energija, išspinduliuota per laiko vienetą siaurame bangos ilgių diapazone (nuo λ iki λ+dλ), vadinama monochromatinės spinduliuotės srautu Qλ. Spinduliuotės srautas, atitinkantis visą spektrą intervale nuo 0 iki ∞, vadinamas integraliniu arba visuminiu spinduliavimo srautu Q(W). Integralinis spinduliavimo srautas, skleidžiamas iš vienetinio kūno paviršiaus visomis pusrutulio formos erdvės kryptimis, vadinamas integraliniu spinduliavimo tankiu (W / m 2).

Norėdami suprasti šią formulę, apsvarstykite vaizdą.

Neatsitiktinai pavaizdavau dvi kūno versijas. Formulė galioja tik kvadrato formos kūnui. Kadangi spinduliavimo sritis turi būti plokščia. Su sąlyga, kad jis spinduliuoja tik kūno paviršių. Vidinės dalelės nespinduliuoja.

Q – energija (W), kurią spinduliuoja iš viso ploto.

Žinant medžiagos spinduliuotės tankį, galima apskaičiuoti, kiek energijos sunaudojama spinduliuotei:

Reikia suprasti, kad spinduliai, sklindantys iš plokštumos, turi skirtingą spinduliavimo intensyvumą plokštumos normalios atžvilgiu.

Lamberto dėsnis. Kūno skleidžiama spinduliuotės energija erdvėje sklinda skirtingomis kryptimis su skirtingu intensyvumu. Dėsnis, nustatantis spinduliuotės intensyvumo priklausomybę nuo krypties, vadinamas Lamberto dėsniu.

Lamberto dėsnis teigia, kad spinduliavimo energijos kiekis, kurį paviršiaus elementas skleidžia kito elemento kryptimi, yra proporcingas energijos kiekio, išspinduliuoto išilgai normalios, ir erdvinio kampo, sudaryto spinduliavimo krypties su normaliu, sandaugai.

Kiekvieno spindulio intensyvumą galima rasti naudojant trigonometrinę funkciją:

Tai yra, tai yra savotiškas kampo koeficientas ir jis griežtai laikosi kampo trigonometrijos. Koeficientas tinka tik juodam kūnui. Kadangi šalia esančios dalelės sugers šoninius spindulius. Dėl pilko kūno būtina atsižvelgti į spindulių, praeinančių per daleles, skaičių. Taip pat reikia atsižvelgti į spindulių atspindį.

Vadinasi, didžiausias spinduliavimo energijos kiekis išspinduliuojamas spinduliavimo paviršiui statmena kryptimi. Lamberto dėsnis visiškai galioja visiškai juodam kūnui ir kūnams, kurie turi difuzinę spinduliuotę esant °C temperatūrai. Poliruotiems paviršiams Lamberto dėsnis netaikomas. Jiems spinduliavimas kampu bus didesnis nei įprasta kryptimi paviršiui.

Šiek tiek apie apibrėžimus. Apibrėžimai praverčia norint teisingai išreikšti save.

Atkreipkite dėmesį, kad dauguma kietų ir skystų kūnų turi nuolatinį (nepertraukiamą) emisijos spektrą. Tai reiškia, kad jie turi galimybę skleisti visų bangų ilgių spindulius.

Spinduliavimo srautas (arba spinduliuotės srautas) yra spinduliavimo energijos ir spinduliavimo laiko santykis, W:

kur Q yra spinduliuotės energija, J; t - laikas, s.

Jei spinduliavimo srautas, kurį skleidžia savavališkas paviršius visomis kryptimis (t. y. savavališko spindulio pusrutulyje), yra vykdomas siaurame bangos ilgių diapazone nuo λ iki λ + Δλ, tada jis vadinamas monochromatiniu spinduliavimo srautu.

Bendra spinduliuotė iš kūno paviršiaus visais spektro bangos ilgiais vadinama integraliniu arba visuminiu spinduliuotės srautu Ф

Integrinis srautas, skleidžiamas iš vienetinio paviršiaus, vadinamas vientisos spinduliuotės paviršiaus srauto tankiu arba spinduliavimo koeficientu, W / m 2,

Formulė taip pat gali būti taikoma monochromatinei spinduliuotei. Jei šiluminė monochromatinė spinduliuotė patenka ant kūno paviršiaus, tai bendru atveju šios spinduliuotės dalis, lygia B λ, bus absorbuojama kūno, t.y. dėl sąveikos su medžiaga pavirs kita energijos forma, dalis F λ atsispindės, o dalis D λ praeis per kūną. Jei darysime prielaidą, kad spinduliuotė, patenkanti į kūną, yra lygi vienybei, tada

kur B λ , F λ , D λ yra atitinkamai sugerties ir atspindžio koeficientai

ir kūno perdavimas.

Kai B, F, D spektre išlieka pastovūs, t.y. nepriklauso nuo bangos ilgio, tada indeksų nereikia. Tokiu atveju

Jei B \u003d 1 (F \u003d D \u003d 0), tada kūnas, kuris visiškai sugeria visą ant jo patenkančią spinduliuotę, nepriklausomai nuo bangos ilgio, kritimo krypties ir spinduliuotės poliarizacijos būsenos, vadinamas juodu kūnu arba pilnu radiatoriumi. .

Jei F=1 (B=D=0), tada į kūną patenkanti spinduliuotė visiškai atsispindi. Tuo atveju, kai kūno paviršius yra grubus, tada spinduliai atsispindi difuziškai (difuzinis atspindys), o kūnas vadinamas baltu, o kai kūno paviršius yra lygus ir atspindys atitinka geometrinės optikos dėsnius, tada kūnas (paviršius) vadinamas veidrodžiu. Tuo atveju, kai D \u003d 1 (B = F \u003d 0), kūnas yra pralaidus šiluminiams spinduliams (diaterminis).

Kietosios medžiagos ir skysčiai praktiškai yra nepralaidūs šiluminiams spinduliams (D = 0), t.y. aterminis. Tokiems kūnams

Absoliučiai juodos spalvos, taip pat skaidrių ar baltų kūnų gamtoje nėra. Tokie kūnai turi būti laikomi mokslinėmis abstrakcijomis. Tačiau vis dėlto kai kurie tikri kūnai savo savybėmis gali pakankamai priartėti prie tokių idealizuotų kūnų.

Pažymėtina, kad vieni kūnai turi tam tikras savybes tam tikro bangos ilgio spinduliams, o kiti – skirtingo bangos ilgio spinduliams. Pavyzdžiui, kūnas gali būti skaidrus infraraudoniesiems spinduliams ir nepermatomas matomiems (šviesos) spinduliams. Vieno bangos ilgio spinduliams kūno paviršius gali būti lygus, o kito bangos ilgio spinduliams – grubus.

Dujos, ypač esant žemam slėgiui, priešingai nei kietosios medžiagos ir skysčiai, išskiria linijinį spektrą. Taigi dujos sugeria ir skleidžia tik tam tikro bangos ilgio spindulius, o kitų spindulių negali nei skleisti, nei sugerti. Šiuo atveju kalbama apie selektyvią (selektyvinę) absorbciją ir emisiją.

Šiluminės spinduliuotės teorijoje svarbų vaidmenį vaidina dydis, vadinamas spinduliuotės srauto spektriniu tankiu arba spektriniu spinduliavimu, kuris yra spinduliavimo srauto, skleidžiamo be galo mažame bangos ilgio intervale nuo λ iki λ, tankio santykis. λ + Δλ, iki šio bangos ilgių intervalo dydžio Δλ, W / m 2,

čia E – spinduliavimo srauto paviršiaus tankis, W/m 2 .

Kodėl tokio medžiagos vadovo nėra? Nes šilumos nuostoliai dėl šiluminės spinduliuotės yra labai maži ir, manau, mūsų gyvenimo sąlygomis vargu ar jie viršys 10%. Todėl į šilumos nuostolių skaičiavimą jie neįtraukiami. Štai tada dažnai skrendame į kosmosą, tada ir pasirodys visi skaičiavimai. Atvirkščiai, mūsų astronautikoje duomenų apie medžiagas susikaupė, tačiau jie dar nėra laisvai prieinami.

Spinduliavimo energijos sugerties dėsnis

Jei spinduliavimo srautas krenta ant bet kurio l storio kūno (žr. pav.), tai bendru atveju, eidamas per kūną, jis mažėja. Daroma prielaida, kad santykinis spinduliavimo srauto pokytis išilgai kelio Δl yra tiesiogiai proporcingas srauto keliui:

Proporcingumo koeficientas b vadinamas sugerties indeksu, kuris paprastai priklauso nuo kūno fizikinių savybių ir bangos ilgio.

Integruodami nuo l iki 0 ir laikant b pastovią, gauname

Nustatykime ryšį tarp kūno B λ spektrinio sugerties koeficiento ir medžiagos spektrinės sugerties indekso b λ .

Iš spektrinio sugerties koeficiento B λ apibrėžimo turime

Pakeitę reikšmes į šią lygtį, gauname ryšį tarp spektrinės sugerties koeficiento B λ ir spektrinės sugerties indekso B λ .

Absorbcijos koeficientas B λ yra lygus nuliui, kai l 1 = 0 ir b λ = 0. Esant didelei bλ reikšmei, pakanka labai mažos l reikšmės, tačiau ji vis tiek nėra lygi nuliui, todėl B λ vertė yra savavališka. arti vienybės. Šiuo atveju galime sakyti, kad absorbcija vyksta ploname medžiagos paviršiaus sluoksnyje. Tik tokiu būdu galima kalbėti apie paviršiaus sugėrimą. Daugumai kietųjų medžiagų dėl didelės sugerties indekso b λ reikšmės „paviršiaus sugertis“ vyksta nurodyta prasme, todėl jos paviršiaus būklė turi didelę įtaką sugerties koeficientui.

Kūnai, nors ir turintys nedidelę sugerties indekso reikšmę, pavyzdžiui, dujos, esant pakankamam storiui, gali turėti didelį sugerties koeficientą, t.y. yra nepermatomi tam tikro bangos ilgio spinduliams.

Jei intervalui Δλ b λ \u003d 0, o kitiems bangos ilgiams b λ nėra lygus nuliui, tada kūnas sugers tik tam tikro bangos ilgio krintantį spinduliuotę. Šiuo atveju, kaip minėta aukščiau, kalbama apie selektyvų (selektyvų) absorbcijos koeficientą.

Pabrėžkime esminį skirtumą tarp medžiagos sugerties indekso b λ ir kūno sugerties koeficiento B λ. Pirmasis apibūdina fizines medžiagos savybes tam tikro bangos ilgio spindulių atžvilgiu. В λ reikšmė priklauso ne tik nuo medžiagos, iš kurios susideda kūnas, fizinių savybių, bet ir nuo kūno paviršiaus formos, dydžio ir būklės.

Spinduliavimo energijos spinduliavimo dėsniai

Maxas Planckas teoriškai, remdamasis elektromagnetine teorija, nustatė dėsnį (vadinamąjį Planko dėsnį), išreiškiantį juodo kūno E 0λ spektrinės spinduliuotės priklausomybę nuo bangos ilgio λ ir temperatūros T.

čia E 0λ (λ, T) yra juodojo kūno spinduliavimo koeficientas, W / m 2; T - termodinaminė temperatūra, K; C 1 ir C 2 yra pastovūs; C 1 \u003d 2πhc 2 \u003d (3,74150 ± 0,0003) 10-16 W m 2; C2 =hc/k=(1,438790±0,00019) 10-2; m K (čia h=(6.626176±0.000036) J s – Planko konstanta; c=(±1.2) m/s – elektromagnetinių bangų sklidimo greitis laisvoje erdvėje: k – Boltzmanno konstanta.

Iš Planko dėsnio išplaukia, kad spektrinė spinduliuotė gali būti lygi nuliui, kai termodinaminė temperatūra lygi nuliui (T=0), arba kai bangos ilgis λ = 0 ir λ→∞ (esant T≠0).

Vadinasi, juodas kūnas spinduliuoja esant bet kokiai aukštesnei nei 0 K temperatūrai. (T> 0) visų bangų ilgių spinduliai, t.y. turi nuolatinį (nepertraukiamą) emisijos spektrą.

Iš aukščiau pateiktos formulės galite gauti apskaičiuotą juodojo kūno spinduliavimo koeficiento išraišką:

Integruodami λ diapazone nuo 0 iki ∞, gauname

Išplėtus integrandą į seriją ir jį integruojant, gaunama apskaičiuota juodojo kūno spinduliavimo išraiška, vadinama Stefano-Boltzmanno dėsniu:

kur E 0 yra juodojo kūno spinduliuotė, W/m 2;

σ - Stefano Boltzmanno konstanta, W / (m 2 K 4);

σ = (5,67032 ± 0,00071) 10 -8;

T yra termodinaminė temperatūra, K.

Formulė dažnai parašyta patogesne skaičiavimo forma:

čia E 0 yra juodo kūno spinduliavimo koeficientas; C 0 \u003d 5,67 W / (m 2 K 4).

Stefano-Boltzmanno dėsnis suformuluotas taip: juodo kūno spinduliuotė yra tiesiogiai proporcinga jo termodinaminei temperatūrai iki ketvirtos laipsnio.

Juodojo kūno spinduliuotės spektrinis pasiskirstymas esant skirtingoms temperatūroms

λ – bangos ilgis nuo 0 iki 10 µm (nm)

E 0λ – reikėtų suprasti taip: Tarsi juodo kūno tūryje (m 3) yra tam tikras energijos kiekis (W). Tai nereiškia, kad ji tokią energiją spinduliuoja tik iš išorinių dalelių. Paprasčiausiai, jei surinksime visas juodo kūno daleles į tūrį ir išmatuosime kiekvienos dalelės spinduliuotę visomis kryptimis ir sudėsime visas, tada gausime bendrą tūrio energiją, kuri nurodyta grafike.

Kaip matyti iš izotermų išsidėstymo, kiekviena iš jų turi maksimumą, o kuo aukštesnė termodinaminė temperatūra, tuo E0λ reikšmė atitinka maksimumą, o pats maksimalus taškas pereina į trumpesnių bangų sritį. Didžiausios spektrinės spinduliuotės koeficiento E0λmax poslinkis į trumpesnius bangos ilgius yra žinomas kaip

Vieno poslinkio dėsnis, pagal kurį

T λ max \u003d 2,88 10 -3 m K \u003d const ir λ max \u003d 2,88 10 -3 / T,

čia λ max yra bangos ilgis, atitinkantis didžiausią spektrinės spinduliuotės E 0λmax vertę.

Taigi, pavyzdžiui, esant T = 6000 K (apytikslė Saulės paviršiaus temperatūra), didžiausias E 0λ yra matomos spinduliuotės srityje, ant kurios patenka apie 50% saulės spinduliuotės.

Elementarus plotas po izoterma, nuspalvintas grafike, yra lygus E 0λ Δλ. Akivaizdu, kad šių plotų suma, t.y. integralas yra juodo kūno spinduliavimo koeficientas E 0 . Todėl plotas tarp izotermos ir x ašies vaizduoja juodo kūno spinduliavimą įprastu diagramos masteliu. Esant žemoms termodinaminės temperatūros vertėms, izotermos praeina arti abscisių ašies, o nurodytas plotas tampa toks mažas, kad praktiškai jį galima laikyti lygiu nuliui.

Technologijoje svarbų vaidmenį atlieka vadinamųjų pilkųjų kūnų ir pilkosios spinduliuotės sąvokos. Gray yra neselektyvus šiluminis spinduolis, galintis skleisti nenutrūkstamą spektrą, kurio spektrinė spinduliuotė E λ visų bangų ilgių ir bet kokios temperatūros bangoms, kuri yra pastovi juodo kūno spektrinės spinduliuotės E 0λ dalis, t.y.

Konstanta ε vadinama šilumos skleidėjo spinduliuote. Pilkiems kūnams spinduliavimo koeficientas ε E - Emissyvumas, W;

B - absorbcijos koeficientas;

F - atspindžio koeficientas;

D - pralaidumas;

T – temperatūra K.

Galima daryti prielaidą, kad visi vieno kūno siunčiami spinduliai visiškai krenta ant kito. Tarkime, kad šių kūnų perdavimo koeficientai yra D 1 = D 2 = 0 ir tarp dviejų plokštumų paviršių yra šilumai permatoma (diaterminė) terpė. E 1 , B 1 , F 1 , T 1 , E 2 , B 2 , F 2 , T 2 pažymėkite atitinkamai pirmojo ir antrojo kūno paviršių spinduliavimo koeficientus, sugerties koeficientus, atspindžius ir temperatūrą.

Spinduliavimo energijos srautas nuo 1 paviršiaus iki 2 paviršiaus yra lygus 1 paviršiaus spinduliavimo ir jo ploto A sandaugai, t.y. E 1 A, nuo kurio dalį E 1 B 2 A sugeria 2 paviršius, o dalis E 1 F 2 A atsispindi atgal į 1 paviršių. Nuo šio atspindėto srauto E 1 F 2 A 1 paviršius sugeria E 1 F 2 B 1 A ir atspindi E 1 F 1 F 2 A. Nuo atspindėto energijos srauto E 1 F 1 F 2 A 2 paviršius vėl sugers E 1 F 1 F 2 B 2 A ir atspindės E 1 F 1 F 2 A ir kt.

Panašiai spinduliavimo energija perduodama srautu E 2 iš 2 paviršiaus į paviršių 1. Dėl to spinduliavimo energijos srautas, sugeriamas 2 paviršiaus (arba atiduodamas 1 paviršiui)

spinduliavimo energijos srautas, kurį sugeria 1 paviršius (arba išskiria 2 paviršius),

Galiausiai spinduliavimo energijos srautas, perduodamas 1 paviršiaus į paviršių 2, bus lygus spinduliavimo srautų Ф 1→2 ir Ф 2→1 skirtumui, t.y.

Gauta išraiška galioja visoms temperatūroms T 1 ir T 2, o ypač T 1 = T 2 . Pastaruoju atveju nagrinėjama sistema yra dinaminėje šiluminėje pusiausvyroje ir antrojo termodinamikos dėsnio pagrindu reikia dėti Ф 1→2 = Ф 2→1, iš ko išplaukia

Gauta lygybė vadinama Kirchhoffo dėsniu: kūno spinduliuotės ir jo sugerties koeficiento santykis visiems pilkiems kūnams esant tokiai pačiai temperatūrai yra vienodas ir lygus juodo kūno spinduliuotei toje pačioje temperatūroje.

Jei korpusas turi mažą sugerties koeficientą, pavyzdžiui, gerai nupoliruoto metalo, tai šis korpusas taip pat turi mažą spinduliavimo koeficientą. Tuo remiantis, siekiant sumažinti šilumos nuostolius dėl spinduliuotės į išorinę aplinką, šilumos izoliacijai šilumą išskiriantys paviršiai padengiami poliruoto metalo lakštais.

Išvedant Kirchhoffo dėsnį buvo atsižvelgta į pilkąją spinduliuotę. Išvada lieka galioti, net jei abiejų kūnų šiluminė spinduliuotė nagrinėjama tik tam tikroje spektro dalyje, tačiau vis dėlto turi tą patį pobūdį, t.y. abu kūnai skleidžia spindulius, kurių bangos ilgiai yra toje pačioje savavališkoje spektrinėje srityje. Ribiniu atveju pasiekiame monochromatinės spinduliuotės atvejį. Tada

tie. monochromatinei spinduliuotei Kirchhoffo dėsnį reikėtų suformuluoti taip: kūno spektrinės spinduliuotės tam tikro bangos ilgio ir jo sugerties koeficiento, esant tam pačiam bangos ilgiui, santykis yra vienodas visiems kūnams esant vienodai temperatūrai ir lygus spektriniam juodo kūno spinduliuotė, esant tokio pat bangos ilgio bangoms esant tokiai pačiai temperatūrai.

Darome išvadą, kad pilkam kūnui B = ε, t.y. pilko kūno "absorbcijos koeficiento" B ir "juodumo koeficiento" ε sąvokos sutampa. Pagal apibrėžimą juodumo koeficientas nepriklauso nei nuo temperatūros, nei nuo bangos ilgio, taigi, pilko kūno sugerties koeficientas taip pat nepriklauso nei nuo bangos ilgio, nei nuo temperatūros.

Dujų spinduliuotė labai skiriasi nuo kietųjų kūnų spinduliuotės. Dujų sugertis ir emisija – selektyvus (selektyvus). Dujos sugeria ir išspinduliuoja spinduliavimo energiją tik tam tikrais gana siaurais bangos ilgių intervalais Δλ – vadinamosiose juostose. Likusioje spektro dalyje dujos neišskiria ir nesugeria spinduliavimo energijos.

Dviatominės dujos turi nedidelį gebėjimą sugerti spinduliavimo energiją, taigi ir nedidelę savybę ją spinduliuoti. Todėl šios dujos paprastai laikomos diaterminėmis. Skirtingai nei dviatominės dujos, daugiaatomės dujos, įskaitant triatomes dujas, turi didelę savybę skleisti ir sugerti spinduliavimo energiją. Iš triatominių dujų šilumos inžinerijos skaičiavimų srityje didžiausią praktinį susidomėjimą kelia anglies dioksidas (CO 2) ir vandens garai (H 2 O), kurių kiekvienas turi tris emisijos juostas.

Skirtingai nuo kietųjų medžiagų, dujų sugerties koeficientas (žinoma, absorbcijos juostų srityje) yra mažas. Todėl apie dujinius kūnus nebegalima kalbėti apie „paviršiaus“ sugertį, nes spinduliavimo energija sugeriama baigtiniame dujų tūryje. Šia prasme dujų absorbcija ir emisija vadinama tūrine. Be to, dujų absorbcijos koeficientas b λ priklauso nuo temperatūros.

Pagal sugerties dėsnį kūno spektrinį sugerties koeficientą galima nustatyti iš:

Dujiniams kūnams šią priklausomybę šiek tiek apsunkina tai, kad dujų absorbcijos koeficientą veikia jų slėgis. Pastarasis paaiškinamas tuo, kad absorbcija (spinduliavimas) vyksta intensyviau, tuo daugiau molekulių pluoštas sutinka savo kelyje, o tūrinis molekulių skaičius (molekulių skaičiaus ir tūrio santykis) yra tiesiogiai proporcingas slėgiui ( esant t = const).

Dujų spinduliuotės techniniuose skaičiavimuose dažniausiai sugeriančios dujos (CO 2 ir H 2 O) įtraukiamos į dujų mišinio komponentus. Jei mišinio slėgis yra p, o dalinis sugeriančių (arba išskiriančių) dujų slėgis yra p i, tada vietoj l reikia pakeisti reikšmę p i 1. Reikšmė p i 1, kuri yra dujų sandauga slėgis ir jo storis, vadinamas efektyviuoju sluoksnio storiu. Taigi dujoms spektrinis sugerties koeficientas

Dujų spektrinis sugerties koeficientas (erdvėje) priklauso nuo dujų fizikinių savybių, erdvės formos, jos matmenų ir dujų temperatūros. Tada, pagal Kirchhoffo dėsnį, spektrinis spindulys

Spinduliavimas vienoje spektro juostoje

Ši formulė nustato dujų spinduliavimą į laisvą erdvę (tuštumą). (Laisva erdvė gali būti laikoma juoda erdve esant 0 K.) Tačiau dujų erdvę visada riboja kietojo kūno paviršius, kurio temperatūra paprastai yra T st ≠ T g ir spinduliuotė ε st

Atskirų sužadintų atomų spinduliuotės spektrinė sudėtis yra palyginti siaurų linijų rinkinys. Tai reiškia, kad išretintų dujų ar garų skleidžiama šviesa yra sutelkta siauruose spektriniuose intervaluose prie tam tikrų dažnių, būdingų kiekvieno tipo atomams.

Šiluminė spinduliuotė. Kietų ir skystų kūnų, įkaitintų iki aukštos temperatūros, spinduliuotės spektras yra visiškai kitoks. Šioje spinduliuotėje, vadinamoje termine, yra visų dažnių elektromagnetinės bangos iš labai plataus diapazono, t.y. jos spektras yra ištisinis.

Norėdami susidaryti supratimą apie šiluminės spinduliuotės prigimtį, panagrinėkime kelis kūnus, įkaitintus iki skirtingų temperatūrų ir patalpintus į uždarą ertmę, kurios vidinės sienelės visiškai atspindi ant jų patenkančią spinduliuotę. Patirtis rodo, kad tokia sistema pagal termodinamikos nuostatas anksčiau ar vėliau patenka į šiluminės pusiausvyros būseną, kai visi kūnai įgauna vienodą temperatūrą. Tai taip pat atsitinka, jei ertmės viduje yra absoliutus vakuumas ir kūnai gali keistis energija tik per

elektromagnetinių bangų spinduliavimas ir sugertis. Tai leidžia taikyti termodinamikos dėsnius tiriant tokią sistemą.

Esant pusiausvyrai, visi kūnai per laiko vienetą sugeria tiek pat elektromagnetinių bangų energijos, kiek išspinduliuoja, o ertmę užpildančios spinduliuotės energijos tankis pasiekia tam tikrą apibrėžtą vertę, atitinkančią pastovią temperatūrą. Tokia spinduliuotė, kuri yra termodinaminėje pusiausvyroje su kūnais, turinčiais tam tikrą temperatūrą, vadinama pusiausvyra arba juodąja spinduliuote. Ne tik energijos tankis, t.y. suminė energija tūrio vienetui, bet ir ertmę užpildančios pusiausvyros spinduliuotės spektrinė sudėtis priklauso tik nuo temperatūros ir visiškai nepriklauso nuo ertmėje esančių kūnų savybių.

Šiluminės spinduliuotės spektrinė sudėtis. Universalus pusiausvyros spinduliuotės spektrinės sudėties pobūdis, kaip pirmą kartą parodė Kirchhoffas 1860 m., tiesiogiai išplaukia iš antrojo termodinamikos dėsnio. Iš tiesų, manykime priešingai, ty spektrinė sudėtis priklauso nuo kūno, su kuriuo spinduliuotė yra pusiausvyros, prigimties. Paimkime dvi ertmes, kuriose spinduliuotė yra pusiausvyroje su skirtingais kūnais, kurių temperatūra yra tokia pati. Sujungkime ertmes maža skylute, kad jos galėtų keistis spinduliuote. Jei spinduliuotės energijos tankis juose yra skirtingas, tada įvyksta kryptingas spinduliavimo energijos perdavimas, dėl kurio spontaniškai pažeidžiama šiluminė pusiausvyra tarp kūnų, t.y., atsiranda tam tikras temperatūrų skirtumas. Tai prieštarauja antrajam termodinamikos dėsniui.

Norint eksperimentiškai ištirti pusiausvyros spinduliuotės spektrinę sudėtį, ertmę supančiame apvalkale galima padaryti nedidelę skylę. Spinduliuotė, sklindanti pro skylę, nors ir nėra pusiausvyra, vis dėlto turi lygiai tokią pačią spektrinę sudėtį kaip ir pusiausvyros spinduliuotė, užpildanti ertmę. Iš skylės sklindanti spinduliuotė nuo pusiausvyrinės skiriasi tik tuo, kad nėra izotropinė, nes sklinda tam tikra kryptimi.

Padidėjus temperatūrai ertmėje, padidės energija, kurią nuneša iš skylės sklindanti spinduliuotė. Tai reiškia, kad pusiausvyros spinduliuotės tūrinis energijos tankis didėja didėjant temperatūrai. Šis augimas yra labai greitas, kaip matysime toliau, proporcingai ketvirtajai termodinaminės temperatūros laipsniai. Kylant temperatūrai, kinta ir spinduliuotės spektrinė sudėtis ir taip, kad maksimumas pasislenka į trumpesnius bangos ilgius: iš karštos krosnies skylės sklindanti šviesa gana žemoje temperatūroje įgauna rausvą atspalvį ir tampa geltona bei net baltai kylant.

Ką galima pamatyti žiūrint pro skylę į ertmę, kurioje spinduliuotė yra pusiausvyroje su kūnais? Nes

Kadangi iš skylės kylančios spinduliuotės savybės esant terminei pusiausvyrai nepriklauso nuo ertmės viduje esančių kūnų pobūdžio, tai spinduliuotė negali nešti jokios informacijos apie šiuos kūnus, išskyrus jų temperatūrą. Ir išties, pažvelgę ​​į krosnies vidų, ertmės sienelių fone nepamatysime nei objektų, nei pačių sienų, nors į akį pateks daug šviesos. Ertmės viduje esančių objektų kontūrai nebus matomi, viskas atrodys vienodai šviesu.

Gebėjimas atskirti objektus atsiranda tik naudojant nesubalansuotą spinduliuotę. Net jei ši spinduliuotė sklinda iš karštų kūnų ir jos spektrinė sudėtis yra artima pusiausvyrai, spinduliuojančio paviršiaus temperatūra turi būti aukštesnė už apšviestų objektų temperatūrą.

Visi patirtyje pastebėti juodosios spinduliuotės dėsningumai aprašyti Plancko formule, gauta remiantis nepertraukiamo spinduliavimo proceso pobūdžio atmetimu.

Ryžiai. 96 pav. Energijos dažninis pasiskirstymas pusiausvyrinės spinduliuotės spektre (a) ir pusiausvyrinės spinduliuotės spektrinis tankis esant skirtingoms temperatūroms (b)

Planko formule pateiktas energijos dažninis pasiskirstymas pusiausvyrinės spinduliuotės spektre

parodyta pav. 96a. Ant pav. 96b parodytas pusiausvyros spinduliuotės spektrinis tankis kaip bangos ilgio funkcija esant kelioms temperatūroms.

Spinduliuotė kaip fotonų dujos. Pusiausvyros šiluminė spinduliuotė gali būti laikoma dujomis, susidedančiomis iš fotonų. Fotonų dujos yra idealios, nes įvairios elektromagnetinės bangos vakuume nesąveikauja viena su kita. Todėl šiluminę pusiausvyrą fotono dujose galima sukurti tik tada, kai jos sąveikauja su medžiaga.

Šiluminės pusiausvyros nustatymo mechanizmas susideda iš kai kurių fotonų absorbcijos ir kitų fotonų emisijos.

Fotonų sugerties ir emisijos galimybė lemia fotonų dujoms būdingą požymį: dalelių skaičius jose nėra pastovus, o pats nulemtas iš termodinaminės pusiausvyros sąlygos.

Fotonų dujų idėja leidžia labai lengvai nustatyti pusiausvyros spinduliuotės energijos tankio priklausomybę nuo termodinaminės temperatūros T. Tai galima padaryti atsižvelgiant į matmenis. Spinduliuotės tūrio vieneto energija gali būti pavaizduota kaip vidutinio fotonų skaičiaus viename tūrio vienete sandauga, tolygiai užpildančių ertmę vidutine vieno fotono energija.

Dydžiai, nuo kurių gali priklausyti vidutinė fotono energija ir fotonų skaičius pusiausvyrinės spinduliuotės tūrio vienete, yra termodinaminė temperatūra T, Boltzmanno konstanta k, šviesos greitis c ir Planko konstanta. Kadangi pusiausvyros spinduliuotė ertmėje nepriklauso nei nuo ertmės dydžio ir formos, nei nuo ertmėje esančių kūnų pobūdžio, nei nuo jos sienelių medžiagos, tada tokie parametrai kaip kūnų ir ertmės matmenys bei tokios konstantos kaip krūviai ir masės. elektronų ir branduolių, negali būti išraiškose už

Energijos tankio priklausomybė nuo temperatūros. Vidutinė šiluminės spinduliuotės fotono energija yra lygi pagal dydį.

kur yra koks nors bematis veiksnys.

Formulė (2) rodo, kad pusiausvyros spinduliuotės tūrinis energijos tankis yra proporcingas ketvirtajai temperatūros laipsniai ertmėje. Tokį greitą energijos tankio padidėjimą esant temperatūrai lemia ne tiek vidutinės fotono energijos padidėjimas (kuri proporcinga T), kiek fotonų skaičiaus padidėjimas ertmėje, kuris yra proporcingas temperatūros kubui. .

Jei ertmės sienelėje yra maža skylė, tada spinduliuotės energijos srautas y per skylės ploto vienetą yra proporcingas energijos tankio ertmėje ir šviesos greičio c sandaugai:

kur a vadinama Stefano-Boltzmanno konstanta. Tikslus skaičiavimas, pagrįstas statistinės mechanikos taikymu fotonų dujoms, suteikia jo vertę, lygią

Taigi bendras spinduliuotės iš skylės intensyvumas yra proporcingas ketvirtajai termodinaminės temperatūros ertmėje laipsniui.

Spinduliuotė iš įkaitusių kūnų paviršiaus skiriasi nuo spinduliuotės iš skylės ertmės sienelėje. Šios spinduliuotės intensyvumas ir spektrinė sudėtis priklauso ne tik nuo temperatūros, bet ir nuo spinduliuojančio kūno savybių. Tačiau daugeliu atvejų galima manyti, kad šie skirtumai yra nedideli.

Žemės paviršiaus temperatūra. Kaip pavyzdį, kaip taikyti šiluminės spinduliuotės dėsnį (3), apsvarstykite vidutinės žemės paviršiaus temperatūros klausimą. Darykime prielaidą, kad Žemės šilumos balansą daugiausia lemia saulės spinduliuotės energijos sugertis ir energijos išspinduliavimas į kosmosą, o Žemės viduje vykstančių procesų vaidmuo nėra didelis. Bendras saulės spinduliuojamos energijos srautas pagal (3) yra lygus - Saulės paviršiaus temperatūrai, - jos spinduliui. Darysime prielaidą, kad visa į Žemę patenkančios saulės spinduliuotės energija yra sugerta. Padedant pav. 97 nesunku suprasti, kad Žemės sugeriamos energijos kiekis per laiko vienetą yra lygus

Apibendrinant pažymime, kad šildomų kūnų spinduliuotės spektras yra toks platus, kad kaitinamųjų lempų ir kitų apšvietimo prietaisų, pagrįstų karštų kūnų spinduliavimu, efektyvumas yra visiškai nereikšmingas. Matomos šviesos sritis atitinka tik siaurą šiluminės spinduliuotės spektro juostą.

Kodėl ertmę užpildančios pusiausvyros spinduliuotės energijos tankis ir spektrinė sudėtis priklauso tik nuo temperatūros? Kodėl šie dydžiai negali priklausyti nuo ertmėje esančių kūnų savybių ir nuo jos sienelių medžiagos?

Kodėl spinduliuotė, kylanti iš skylės ertmėje, nors ir nėra pusiausvyra, vis dėlto turi tokią pačią spektrinę sudėtį kaip ir pusiausvyros spinduliuotės ertmėje? Juk dujų molekulės, išskrendančios pro skylę indo sienelėje, vidutiniškai turi daugiau energijos nei indo molekulės.

Kodėl, žvelgdami pro skylę į raudonai įkaitusią krosnį, nematome aiškių ten esančių objektų kontūrų?

Kodėl spinduliuotė ertmėje, t. y. joje esančių fotonų visuma, gali būti laikoma idealiomis dujomis?

Kodėl fotonų sąveika su medžiaga reikalinga termodinaminei pusiausvyrai fotonų dujose?

Kaip fotonų koncentracija pusiausvyrinėje spinduliuotėje priklauso nuo temperatūros?

Kaip, naudojant matmenų svarstymus, parodyti, kad kūno skleidžiamos šiluminės spinduliuotės energija yra proporcinga kūno termodinaminės temperatūros ketvirtajai galiai?

Jei visa energija, kuri ateina į Žemę iš Saulės, galiausiai išspinduliuojama į kosmosą, tai ką reiškia teiginys, kad Saulė suteikia gyvybę viskam, kas egzistuoja Žemėje?

Eksperimentiškai nustatyta, kad šiluminė spinduliuotė iš įkaitusio kūno traukia – ir neatstumia! - šalia esantys atomai. Nors šis reiškinys pagrįstas gerai žinomais atominės fizikos efektais, jis ilgą laiką buvo nepastebėtas ir teoriškai buvo prognozuotas tik prieš ketverius metus.

Energijos lygių poslinkis dėl šiluminės spinduliuotės

Neseniai pasirodė elektroninių išankstinių atspaudų archyve, pranešantis eksperimentiniu patvirtinimu, kad karšto kūno šiluminė spinduliuotė gali pritraukti šalia esančius atomus. Poveikis iš pirmo žvilgsnio atrodo nenatūralus. Įkaitusio kūno skleidžiama šiluminė spinduliuotė nuskrenda nuo šaltinio – tai kodėl ji gali sukelti jėgą patrauklumas?!

Rodyti komentarus (182)

Sutraukti komentarus (182)

Diskusijoje, kaip ir dabar beveik visada, postuluojama viena „paaiškinimo“ versija. Tiesą sakant, jos pritaikymas turėjo būti pagrįstas.
Igoris! Jūs esate labai geras žmogus. Jau ne vienerius metus ridenote savo misijos akmenį.
Kas yra gravitacija? Ar jo mechaninis svarstymas vėl tapo moksliniu?
Aprašytame eksperimente buvo užregistruotas inercijos pokytis.
Likusi dalis yra nuo piktojo, tiesa?
Labai įdomus minčių traukinys apie lentą ant bangų. (Aš pats esu iš buvusių).
Vis dėlto gali būti įvairių paprastų efektų. Pavyzdžiui, judėjimas link dugno nuleidimo. Esant tokiai situacijai, kiekviena sekanti banga gali būti šiek tiek žemesnė ir vis tiek turėti vertikalų komponentą.

Įdomu, ar nanovamzdelių pridėjimas prie asfalto neturi nieko bendra su topologijos priemoka?
Ne?
EM plokštumoje bangos nebraižomos?
Na, taip,... taip.
Ir vėl šie viesulai yra Dekarto lygyje

Atsakyti

Pagrindinė šio straipsnio vertė yra ta, kad jis griauna kai kuriuos stereotipus ir verčia susimąstyti, o tai prisideda prie kūrybinio mąstymo ugdymo. Labai džiaugiuosi, kad čia pradėjo atsirasti tokių straipsnių.

Galite šiek tiek fantazuoti. Jei dar labiau sumažinsime kūno (objekto) energiją, įskaitant elementariųjų dalelių vidinės sąveikos energiją, tada objekto energija taps neigiama. Toks objektas bus stumiamas įprastinės gravitacijos ir turės antigravitacijos savybę. Mano nuomone, šiuolaikinis mūsų Pasaulio vakuumas neturi absoliučios nulinės energijos – nes tai gerai struktūrizuota aplinka, priešinga absoliučiam chaosui. Tiesiog vakuuminės energijos lygis energijos skalėje yra lygus nuliui. Todėl energijos lygis gali būti mažesnis už vakuuminį energijos lygį – tame nėra nieko mistiško.

Atsakyti

"Grįžtant prie pradinio 2013 m. teorinio darbo, minime galimą šio efekto svarbą ne tik atominiams eksperimentams, bet ir kosminiams reiškiniams. Autoriai svarstė jėgas, veikiančias dulkių debesies, kurio tankis 1 g/cm3, šildomas viduje. iki 300 K ir susideda iš 5 mikronų dydžio dalelių.
Ar čia klaida? Dulkių debesies tankis yra per didelis, kaip ir viršutinio regolito sluoksnio.
Ir dėl paties reiškinio: o jei paimtume ne trivialesnę problemos versiją - šiluminės spinduliuotės poveikį nepoliarizuojamai dalelei, pavyzdžiui, elektronui. Kur bus nukreiptos jėgos? Šildytuvas yra 100% dielektrinis.

Atsakyti

• Taip, tai didelis tankis, ant dulkių dalelių susikaupimo ribos.

  Izoliuotas elektronas neturi energijos lygių, neturi ką nuleisti. Na, jis neturi dipolio momento, klaidų ribose (tekste yra nuoroda į elektrono EDM paiešką). Todėl ši jėga jo neveikia. Be to, jis yra įkrautas, ant jo gerai išsibarstę fotonai, todėl apskritai dėl spaudimo jis tiesiog bus atstumtas.

  Atsakyti

Tolimas IR spektras patogus tuo, kad fotonų energijos vis dar yra mažos, todėl tenkinami visi reikalavimai. Tinka ir žemesnė temperatūra, bet ten efektas jau labai silpnas. Tūkstančių laipsnių temperatūroje fotonų sklaida jau daug stipresnė, ir tai nutraukia šį efektą.

Atsakyti

• Jau nekalbu apie įkaitusį kūną. Ir apie kitus emiterius ir spektrus.
  Viskas, ką mes čia aptariame, yra bangų efektai. Taigi jie negali apsiriboti tik IR.
  Ar teisingai suprantu, kad priklausomai nuo dalelės dydžio reikia parinkti atitinkamą bangos ilgį?
  Ar sunkiųjų ar vandenilio atomų atveju reikia pasirinkti dažnį, kad trauka būtų didžiausia?

  Dabar mano galvoje sukosi šauni idėja, kaip tai patikrinti, pavyzdžiui, ant bangų baseine ar jūroje.
  Tie. Padarykite mechaninį žaislą, kuris plauks prieš bangas.
  Ką manote apie šią galimybę?

  Atsakyti

  • 1) Bangos ilgis turi būti žymiai didesnis už dalelių dydį.
    2) Pati sistema neturėtų sąveikauti su išorine įtaka kaip visuma, sąveika vykdoma tik dėl sukeltos poliarizacijos.
    3) Turi būti atskiras sužadinimo spektras, o fotonų energijos turi būti žymiai mažesnės nei atstumai tarp lygių, kitaip bangos lengvai išsisklaidys ir taip darys slėgį. Kai šios sąlygos įvykdomos, poveikis nebepriklauso nuo bangos ilgio.
    4) Jėga turi būti vektorinė, o ne skaliarinė, kad sumažintų sistemos energiją.

    Dabar įsivaizduokite, ar tai gali būti pritaikyta bangoms ant vandens.

    Atsakyti

    • Dalį šio efekto matau gerai realiame pasaulyje. Mėgstu jachtų lenktynes. O sporto meistrai jachtose laimi regatas būtent dėl ​​gebėjimo taisyklingai vaikščioti prieš bangą. Tie. jei viskas daroma teisingai, tuomet artėjančios bangos suteikia jachtai papildomos energijos.
      Tiesą sakant, tai yra paradoksas. Bet jis gerai matomas lenktynėse. Kai tik pakyla bangos, iškart įvyksta „kvantavimas“ pagal įgūdžių lygį)) Mėgėjai sulėtėja, o profesionalai, atvirkščiai, įgyja papildomą pranašumą.

      Taigi toks žaislas yra visai tikras.
      Pastačiau savo jachtą taip, kad ji važiuotų nekontroliuojamai ir be jokių trukdžių prieš vėją ir prieš bangas.
      Jei kastitės giliau, būtent šis nustatymas suteikia didžiausią pranašumą.

      Tarkime, jei įsivaizduojate taškinį stipraus vėjo šaltinį ežero viduryje, tada mano jachta links į jį ir važiuos ratu neribotą laiką ...
      labai graži ir tikra analogija, pavyzdžiui, žemės judėjimas aplink saulę)))
      ir atrodo, kad yra tam tikra jėga, kuri tempia jachtą prie vėjo šaltinio.

      Beje, problemą galite įdėti į elementus ir įvertinti, pavyzdžiui, minimalų atstumą, kuriuo jachta gali priartėti prie vėjo šaltinio.

      Priminsiu, kad burinė jachta plaukia prieš vėją su kėbulais, apibūdinančiais sinusoidės panašumą. Ji sukasi tik per nosį. Jei jis bus apverstas, magija išnyks ir su vėju grįš atgal.

      Atsakyti

      Manau, kad tu šiek tiek sutrikęs. Klijuojant nėra panašaus poveikio. Yra sudėtinga tiksliai apibrėžtų jėgų suma, kuri suteikia grynąją jėgą, kurios neigiama projekcija išilgai vėjo krypties ašies yra ne nulinė.

      Atsakyti

  • Iš pirmo žvilgsnio toli... nes ten bangos ir vėjas. Bet jachtos pavyzdyje viskas veikia. Jei jis yra subalansuotas, tada jis linkęs į vėjo šaltinį. Jūs tiesiog sėdite ir gerdami konjaką mėgaukitės proceso fizika. Ypač šaunu stebėti pagreičio momentus ir proceso dinamiką skirtinguose trajektorijos taškuose. Rankos nepasiekė tiesos, kad įvertintų apytikslę funkciją, apibūdinančią trajektoriją.

    Sukūrėme panašius dalelių modelius ir paleidome juos kompiuteryje.

    Siūlau kitą eksperimentą.
    Paimame įvairaus dydžio kamuoliukus ar kamuoliukus ir į vidų dedame vibratorius su reguliuojamu dažniu.
    Mes juos metame ant lygaus vandens paviršiaus ir stebime bangų traukos ar atstūmimo efektą. Nėra vėjo. Tik dėl vibracijų ir bangų trukdžių vandenyje. Jums tiesiog reikia pasirinkti dažnį. Stovinčios bangos ir rezonansas padarys savo darbą))
    Manau, kad kažkur mačiau šį vaizdo įrašą.

    Atsakyti

    • Nemanau, kad bangos su tuo turi nieko bendra. O fizika kitokia. Tai tarsi reaktyvinis varymas, kuris dėl burės veikia statmenai vėjo krypčiai (burė pasuka vėją). Tuo pačiu, jei jachta bus šiek tiek pasukta prieš vėją, ji ten ir nuplauks, nes. vandens pasipriešinimas šia kryptimi bus mažesnis nei tiesioginis jachtos dreifas vėjo. Linkiu gero poilsio ir daugiau konjako!

      Atsakyti

      • Žinoma, nėra jokios reaktyvinės traukos. Atvirkščiai, jūsų mintis yra aiški, bet tai nėra teisingas apibrėžimas.
        Lygiai taip pat pasakykite, kad sklandytuvas, skrendantis dėl oro srovių, sukuria reaktyvinio srauto trauką.
        Burės prieš vėją veikia kaip lėktuvo sparnas.
        Buriuotojo įgūdžiai įtakoja tai, kaip jis iškelia bures, ir suteikia jai efektyviausią formą energijai generuoti. Ten viskas nėra labai banalu. Kartais lakšto (virvės) poslinkis 1 cm yra labai svarbus. Iš pradžių net piešiau įpjovas, kad neatsilikčiau nuo bendros kompanijos.

        Kalbant apie fiziką.
        Nėra įprastų bangų be vėjo. Remdamasis šia idėja, mano kolega įgijo fizikos daktaro laipsnį. Taip pat gavau gabalėlį daktariškos dešros kaip darbinį arkliuką modeliui programuoti ir optimizuoti. Bet darbas buvo įdomus.
        Analogija yra tokia. Pirmosiomis vėjo tyrinėjimo ir buriavimo dienomis buvo galima eiti tik vienu būdu – vaikščioti su vėju. Su šoniniu vėju be kilio laivas turi didžiulį dreifą. Iš čia ir kilęs posakis „laukti gero vėjo“.
        Bet tada pasirodė kilis ir trikampės burės ir paaiškėjo, kad su kėbulais eina prieš vėją.

        Tas pats pasakytina ir apie saulės buriavimą. Tie. galite vaikščioti ne tik su vėju, bet ir su segtukais, kad galėtumėte pasiekti spinduliuotės šaltinį, pavyzdžiui, žvaigždę.
        Saunus?

        Atsakyti

      • Realiame pasaulyje yra)) Ir kyla klausimas, kas yra kilis. Bet visa tai yra patentuota arba uždaryta NDA ir aš net neturiu teisės kalbėti ir užsiminti apie konkrečius sprendimus.
        Tačiau apie analogijas galima diskutuoti atvirai.
        Išspręskite šį galvosūkį ir mėgaukitės. Pinigų neuždirbsi.
        Jachta su kiliu ir burėmis – tai sistema ant lygaus paviršiaus su vibracija 3 dimensijoje. Ji naudoja 2 aplinkas.
        Kai judame į erdvę, viskas yra taip pat, bet plius vienas matmuo.
        Jei esate susipažinę su TRIZ (išradingo problemų sprendimo teorija), tuomet yra aiškūs tokių problemų sprendimo būdai. Greičiau yra patarimų, kaip mąstyti.

        Atsakyti

        • Su tackling jachta viskas banalu: jachta vėjyje įgauna kinetinę energiją (burės „atsidaro“), judant prieš, dėl sąveikos su jau vandens aplinka, pasisuka prieš vėją (tuo dedama burė minimalaus vėjo pasipriešinimo padėtyje). Po to jachta realiai gali nukeliauti kur kas toliau nei įsibėgėjimo stadijoje, palaipsniui prarasdama kinetinę energiją dėl trinties (skystame heliu būtų galima nuvažiuoti bent iki begalybės). Taigi, jūsų užduotyje vienintelis klausimas yra susijęs su sąmoningai sulankstyto (arba padėto krašto link saulės) burės išdėstymu. Žinoma, yra daugybė variantų: planetos gravitacinis laukas, magnetinis (arba elektromagnetinis) laukas iš išorinio šaltinio ir t.t. ir t.t., bet deja, jiems visiems reikia kažkokio išorinio šaltinio. Jei turite jį konkrečiai navigacijos užduočiai išspręsti, skriskite. Jei ne... Pačios instaliacijos jėgomis jo negausite. Impulso išsaugojimo dėsnis, po velnių))

          Atsakyti

          • Kad jachta eitų prieš vėją, jachta neprivalo eiti su vėju. Visi lenktynių startai yra prieš vėją.
            Kartoju, kad trikampė burė – tai lėktuvo sparnas, kurio kėlimo jėga nukreipta kampu į valties korpusą. O projekcija pakankamai stipri, kad eitų 30 laipsnių kampu prieš vėją. Jei jachtą pastatysite dar aštriau, tai priešinis vėjas ją jau pristabdo ir burė pradeda svyruoti ir praranda aerodinaminę formą. Ir tie, kurie geriau jaučia šią ribą, laimi lenktynes.
            Važiuoti vėjyje nėra smagu.

            Atsakyti

Ir čia yra paprastas eksperimentas mūsų tema. Ar gali paaiškinti?


Kuo lenktas kelias greitesnis už tiesią liniją?

Akivaizdu, kad jei tai stebėsime savo mastu, tai kvantiniame pasaulyje bus lygiai taip pat. Ir makropasaulyje.

Atsakyti

• Banali mokyklos problema fizikoje. Modelį supaprastiname iki vienos tiesios trajektorijos su nedideliu kampu į horizontalę - ir trajektoriją linijos su pertrauka forma, kai pirmoji atkarpa yra daug stipriau pasvirusi į horizontą, o antroji turi dar mažesnę nuolydis nei pirmoji trajektorija. Trajektorijų pradžia ir pabaiga yra vienodos. Nepaisykime trinties. Ir skaičiuojame krovinio atvykimo į „finišą“ laiką į vieną ir į kitą pusę. 2-as z-n N. (aštuntokai žino, kas tai yra) duos, kad atvykimo laikas į finišą antra trajektorija yra mažesnis. Jei dabar užbaigsite problemą su antrąja instaliacijos dalimi, kuri trajektorijos pabaigoje vaizduoja vertikalią veidrodinį vaizdą, šiek tiek aplenkdami kraštus, gausite savo atvejį. Banalumas. „C“ lygis per fizikos egzaminą. Netgi ne olimpiados užduotis sudėtingumo prasme

  Atsakyti

  • Man patinka tavo supaprastinta mintis. Galbūt tai padės vaikams. Duok man laiko pagalvoti ir pabandyti kalbėtis su paaugliais.

    O jei be supaprastinimo ir viskas taip banalu, tai kokia trajektorijos forma greičiausia?

    Atsakyti

"Esant tūkstančiams laipsnių temperatūrai fotonų sklaida jau yra daug stipresnė, ir tai nutraukia šį efektą."...

Viskas!!!
Manoma, kad šis efektas veikia ribotoje srityje ir atitinkamose energijos sąveikos rūšyse. Ribinėse zonose vyrauja „dažnių sklaida“ ir ją atitinkanti dinamika. Kai kuriuos šių procesų niuansus 1991 m. bandė atskleisti Volodya Lisin, bet
tikriausiai nespėjo. (Aš tiesiog negalėjau su juo susisiekti.). Mano nuomone, šis efektas išnyksta mažėjant temperatūros gradientams ir (konvekcinių srovių intensyvumui) analizuojamoje zonoje.
http://maxpark.com/community/5302/content/3334997#comment-44 797112
#10 MAG » 2015-09-04, 22:02
http://globalwave.tv/forum/viewtopic.php?f=20&t=65
Prabėgo šimtmečiai, bet be stebuklų... – „nei čia, nei ten“: (7 filmas. Šiluma ir temperatūra)
https://www.youtube.com/watch?v=FR45i5WXGL8&index=7& list=PLgQC7tmTSjqTEDDVkR38piZvD14Kde
rYw

Atsakyti

Juokingas efektas. Tai gali atskleisti planetų formavimosi pirmo gramo problemą – kaip mikroskopinės dulkės gali sulipti į dujų ir dulkių debesį. Kol atomas, tarkime, vandenilio, yra toli nuo dalelių, jis praktiškai yra izotropinėje šiluminėje spinduliuotėje. Bet jei dvi dulkių dalelės netyčia priartės prie jo, tada, sąveikaudamos su atomu savo spinduliuote, jos gaus impulsą viena kitai! Jėga daug kartų didesnė už gravitacinę jėgą.

Atsakyti

• Norint klijuoti dulkių daleles, nebūtina aptverti tokios šaunios fizikos. Bet kaip dėl „dulkių dalelių“, visi suprantame, kad greičiausiai kalbame apie H2O, kaip pagrindinį kietąjį komponentą daugelyje debesų? Anglies junginiai su vandeniliu yra itin lakūs (iki pentano), apie amoniaką išvis nieko nesakysiu, kitų medžiagų, išskyrus H, He, C, N, O yra mažuma, su kompleksine organika irgi mažai vilčių . Taigi kieta medžiaga daugiausia bus vanduo. Tikėtina, kad tikruose dujų debesyse ledo snaigės juda gana chaotiškai ir gana greitai, tikiu, kad bent centimetrų per sekundę greičiu. Toks efektas, kaip ir straipsnyje, tiesiog nesukurs tokio potencialo snaigėms susidurti – būdingi santykiniai snaigių greičiai yra per dideli ir snaigės viena kitos potencialią skylę prasiskverbia per sekundės dalį. Bet tai nesvarbu. Snaigės jau dažnai susiduria ir grynai mechaniškai praranda energiją. Tam tikru momentu jie sulips dėl molekulinių jėgų sąlyčio momentu ir liks kartu, todėl susidarys sniego dribsniai. Čia norint suvynioti mažus ir labai birius sniego gniūžtes, nereikia nei šiluminės, nei gravitacinės traukos – reikia tik laipsniško debesies maišymo.

  Taip pat manau, kad straipsnyje pateiktas skaičiavimas turi didelę klaidą. Buvo atsižvelgta į porinį dulkių grūdelių pritraukimą. Bet dulkės tankiame debesyje yra nepermatomos ir duoda vienodą šilumą iš visų pusių, t.y. šiltoje tuščiavidurėje kameroje turime dulkių dėmę. Ir kodėl ji turėtų skristi į artimiausių žiedadulkių sritį? Tie. pritraukimui į darbą reikalinga šalta erdvė, o tankiame debesyje to nesimato, vadinasi, nėra terminio gradiento.

  Atsakyti

  • >Taip pat manau, kad straipsnyje pateiktas skaičiavimas turi grubią paklaidą. Buvo atsižvelgta į porinį dulkių grūdelių pritraukimą. Bet dulkės tankiame debesyje yra nepermatomos ir duoda vienodą šilumą iš visų pusių, t.y. šiltoje tuščiavidurėje kameroje turime dulkių dėmę.

    Čia aš nesutinku. Čia galime padaryti analogiją su plazma. Aproksimuojant idealią plazmą be susidūrimo, viskas yra maždaug taip, kaip jūs sakote: atsižvelgiama į vidutinį lauką, kuris, nesant išorinių krūvių ir srovių, yra lygus nuliui - įkrautų dalelių įnašai visiškai kompensuoja vienas kitą. Nepaisant to, kai pradedame svarstyti atskirus jonus, paaiškėja, kad artimiausių kaimynų įtaka vis dar egzistuoja, ir į tai reikia atsižvelgti (kas daroma per Landau susidūrimo integralą). Būdingas atstumas, už kurio galima pamiršti porinę sąveiką, yra Debye spindulys.

    Manau, kad nagrinėjamai sąveikai panašus parametras bus begalinis: 1/r^2 integralas suartėja. Griežtam įrodymui reikėtų sudaryti tokią sąveiką turinčių lašelių „rūko“ kinetinę lygtį. Na, arba naudokite Boltzmann lygtį: sklaidos skerspjūvis yra baigtinis, o tai reiškia, kad jūs neturite būti tokie sudėtingi, kaip plazmoje, įvedant vidutinį lauką.

    Na, pagalvojau, įdomi straipsnio idėja, bet viskas banalu. :(

    O aptariamame straipsnyje jie pasielgė labai paprastai: įvertino gauso skirstinio mikrodalelių sferinio debesies bendrą potencialią energiją. Yra paruošta gravitacijos formulė, šiai sąveikai (asimptotikoje r>>R) jie ją apskaičiavo. Ir pasirodė, kad yra pastebima sritis, kurioje gravitacijos indėlis yra daug mažesnis.

    Atsakyti

    • > Manau, kad nagrinėjamai sąveikai panašus parametras bus begalinis

      Gal nulis? Apskritai nelabai supratau tavo posto, jame matematikos perteklius, kad nezinau kada lengviau - kad butu nesubalansuota jega, reikia spinduliavimo tankio gradiento, kai gradiento nera , mano, kad nėra jėgos, nes tai vienoda visomis kryptimis.

      > Ir paaiškėjo, kad yra pastebima sritis, kur gravitacijos indėlis yra daug mažesnis.

      Ar negalite būti šiek tiek konkretesni? Aš nelabai suprantu, kaip šis efektas gali padėti sukurti ką nors erdvėje, kad būtų ką nors pakeisti. Man tai yra nenaudinga vertybė. Tai tarsi įrodymas, kad poveikis yra daugiau nei 100 500 kartų stipresnis nei gravitacinė sąveika tarp gretimų atomų Jupiterio atmosferoje – sutinku, bet taip yra tik todėl, kad atskirų dulkių dalelių gravitacinė sąveika apskritai nėra įdomi. Tačiau gravitacija bent jau nėra apsaugota.

      Poveikis, manau, didėja artimajame lauke, kai atstumas artėja prie 0, bet tai jau yra aprašymas, kaip tiksliai susiduria dulkių grūdeliai, jei jie jau susidūrė.

      PS: dulkių dalelės potencialas šiluminėje spinduliuotėje, kaip suprantu, nepriklauso nuo debesies dydžio pagal dydį – šis potencialas priklauso tik nuo spinduliuotės tankio, t.y. apie temperatūrą ir debesies neskaidrumo laipsnį. Nepermatomumo laipsnį pagal dydį galima paimti kaip 1. Pasirodo, kad ir kokį debesį turėtume, svarbi tik vidutinė temperatūra aplink. Kokio dydžio šis potencialas išreiškiamas kinetine energija m/s? (Galiu ir galiu skaičiuoti, bet gal yra paruoštas sprendimas?) Be to, jei debesis yra nepermatomas, tada viso debesies potencialas priklausys nuo debesies paviršiaus ploto. Įdomu tai, kad gavome tą patį paviršiaus įtempimą, bet šiek tiek kitokiu būdu. Ir debesies viduje dulkės bus laisvos.

      Atsakyti

Atsiversi 2013 metų straipsnį, žiūrėk, ten nesunku, ten viskas paprasta žmonių kalba aprašyta.

Pavyzdžiui, jie paėmė debesį, kurio spindulys yra 300 metrų, ir kvailai pakeitė skaičius į situacijos debesyje ir už jos ribų formules. Pagrindinis pastebėjimas – net ir lauke, beveik kilometro atstumu nuo centro, šiluminė trauka vis dar yra stipresnė nei gravitacinė. Tai tik tam, kad pajustumėte efekto mastą. Jie pripažįsta, kad tikroji situacija yra daug sudėtingesnė ir ją reikia atidžiai modeliuoti.

Atsakyti

Dulkes daugiausia sudaro (400°K temperatūroje) olivino, suodžių ir silicio dalelės. Juos „rūko“ raudonieji supergigantai.
Dulkių dalelės kinetinę energiją paverčia šilumine energija. Ir jie sąveikauja ne tarpusavyje, o su šalia esančiais atomais ar molekulėmis, kurios yra skaidrios spinduliuotei. Kadangi r yra kubelis, tada dulkių dalelės, kurios yra milimetro, centimetro atstumu nuo ATOMO, kiekviena traukia jį link savęs ir atsiranda jėga, kuri sujungia dulkių daleles. Tuo pačiu metu dulkių dalelės matuoklyje yra ignoruojamos, nes sąveikos jėga sumažėja milijardus (ar net trilijonus) kartų.

Atsakyti

„Ši spinduliuotė skiriasi visomis kryptimis, todėl jos energijos tankis mažėja su atstumu 1/r2. Atomas, būdamas šalia, jaučia šią spinduliuotę – nes sumažina jo energiją. O kadangi atomas siekia kiek įmanoma sumažinti savo sąveikos energiją, jam energetiškai naudinga priartėti prie kamuolio – juk ten energijos sumažėjimas yra reikšmingiausias!“
Bet, atleiskite, jei atomas veržiasi link įkaitusio kamuoliuko, tai jis jokiu būdu nesumažins savo energijos, o priešingai – tik padidins. Nemanau, kad tai yra teisingas paaiškinimas.

Atsakyti

Čia aš sugalvojau problemą. Tebūnie termiškai stabilizuota kamera, sudaryta iš dviejų skirtingų spindulių juodų pusrutulių, orientuotų skirtingomis kryptimis, ir papildomo plokščio žiedo. Tegul kairiojo pusrutulio spindulys yra mažesnis nei dešiniojo, plokščia pertvara uždaro kameros sritį. Tegul atomas yra kiekvieno iš dviejų pusrutulių kreivio centre ir yra nejudantis. Tegul pusrutuliai būna šilti. Kyla klausimas – ar atomas patirs šiluminę jėgą viena iš krypčių?

Čia matau 2 sprendimus: 1) tokioje kameroje greitai atsiras šiluminė pusiausvyra, t.y. spinduliavimo tankis bus vienodas iš visų pusių ir vienodas bet kuriame kameros taške. Jei šiluminės spinduliuotės tankis kameroje nepriklauso nuo pasirinkto taško, tai sąveikos su spinduliuote potencialas nekinta, todėl nėra jėgos.
2) Neteisingas sprendimas. Padalijame sieną į vienodo ploto paviršiaus elementus ir integruojame atomo sąveikos jėgą su paviršiaus elementu. Pasirodo, plokščias žiedas įneša nulinį indėlį, o arčiau kairiajame paviršiuje yra kvadratiškai mažiau taškų, kurių kiekvienas tempia kubą kartų stipriau – t.y. dulkių grūdelis nuskrenda į artimiausią paviršių, t.y. paliko.

Kaip matote, atsakymas yra visiškai kitoks.

Prieštaravimo paaiškinimas. Jeigu turime ne sferinės formos spinduliuojantį elementą, tai jis ne į visas puses vienodai šviečia. Dėl to turime spinduliuotės tankio gradientą, kurio kryptis nėra nukreipta į emiterį. Tada gauname tai – suskaidyti sudėtingą paviršių į taškus ir laikyti juos APVALIOMIS dulkių dėmėmis tampa visiškai neteisinga.

Atsakyti

Čia iškilo dar įdomesnė problema. Turėkime plokščio juodo žiedo pavidalo šilumos skleidėją, kurio išorinis ir vidinis spinduliai lygūs R ir r. Ir tiksliai žiedo ašyje, atstumu h yra atomas. Suskaičiuoti h<

1 sprendimas (neteisingas!). Suskaidykite žiedą į "motes", tada paimkite atomo traukos jėgos integralą ir žiedo elementus per paviršių. Skaičiavimas neįdomus, nes vienaip ar kitaip gauname, kad atomas yra įtrauktas į žiedą.
Sprendimas 2. Žiedas negali spindėti nuo galo arba šviečia nykstamai mažai, t.y. atomo energetinis potencialas žiedo plokštumos taškuose pasisuka į 0 (potencialų maksimumas). Žiedo spinduliavimas bus nulinis taškuose, kurių aukštis h virš žiedo plokštumos skiriasi nuo 0, šiuose taškuose bus nulinis potencialas (mažiau nei 0). Tie. turime spinduliuotės tankio gradientą, kuris lokaliai (kai h~=0, h<

Man atrodo, kad 1 sprendime yra klaida, atrodo, suprantu kur, bet negaliu paaiškinti paprastais žodžiais.

Ši užduotis tai parodo. Atomas netraukia šilumą skleidžiančio objekto, t.y. jėgos vektorius nėra nukreiptas į spinduliuojantį paviršių. Mums nesvarbu, IŠ KUR sklinda spinduliuotė, mums svarbu KIEK spinduliuotės yra tam tikrame taške ir koks spinduliuotės tankio gradientas. Atomas eina spinduliuotės tankio gradiento kryptimi, o šis gradientas gali būti nukreiptas net į tą pusplokštumą, kurioje nėra nė vieno emiterio taško.

3 uždavinys. Tas pats žiedas kaip ir 2 punkte, bet atomas iš pradžių yra taške h=0. Ši būsena yra subalansuota ir simetriška, bet nestabili. Sprendimas yra spontaniškas simetrijos pažeidimas. Atomas bus išstumtas iš simetrijos centro padėties, nes jis yra nestabilus.

Taip pat atkreipiu dėmesį – nebūtina debesį pakeisti pritraukiančiomis dulkių dalelėmis. Blogai pasirodys. Jei 3 dulkių dalelės stovi ant vienos tiesios linijos ir šiek tiek užtemdo viena kitą, tada simetrija bus savaime pažeista, tai nėra gravitacinės jėgos, nes gravitacija nėra apsaugota.

Atsakyti

Turiu klausimą (ne tik Igoriui, bet ir visiems). Kaip potenciali energija patenka į sistemos gravitacinę masę? Noriu išspręsti šią problemą. Pavyzdžiui, visata susideda iš tolygiai erdvėje išsidėsčiusių dulkių grūdelių, kurie gravitaciniu būdu sąveikauja tarpusavyje. Akivaizdu, kad tokia sistema turi didelę potencialią energiją, nes yra sistemos būsena, kurioje šie dulkių grūdeliai yra susitelkę į galaktikas, kurių kiekviena turi mažesnę potencialią energiją, palyginti su dulkių grūdeliais, išsibarsčiusiais erdvėje. jie sudaryti. Konkretus klausimas yra toks – ar šios sistemos potenciali energija patenka į visatos gravitacinę masę?
Man atrodo, kad šis klausimas susijęs su PavelS iškelta tema. Begalinėje visatoje neįmanoma išskirti ją apimančios sferos. Ir bet kurios kitos sferos viduje, pavyzdžiui, apgaubiančioje galaktiką, gravitacinis potencialas, kurį sukuria už sferos esančios materijos (esančios dideliais masteliais beveik vienodai erdvėje), neturi įtakos kūnų elgsenai šioje sferoje. Todėl apie potencialios energijos patekimą į gravitacinę masę galima kalbėti tik atsižvelgiant į lokalinius medžiagos pasiskirstymo nehomogeniškumus.

Atsakyti

• Aš nekėliau šio klausimo. :) Taip pat man atrodė, kad visatos plėtimasis, atsižvelgiant į tamsiąją energiją ir fotonų paraudimą, pažeidžia energijos tvermės dėsnį, bet su dideliu noru galima apsisukti ir sakyti, kad bendra energija Visata vis dar yra 0, nes medžiaga yra potencialiame šulinyje, o kuo daugiau medžiagos, tuo šulinys yra gilesnis. Už ką pirkau, už tai ir parduodu - pats nesu stiprus detalėse.

  Kalbant apie potencialią energiją, paprastai laikoma, kad ji yra mažesnė už nulį. Tie. laisvųjų dalelių lygus nuliui, surištųjų jau mažiau nei 0. Taigi neigiama potenciali energija veikia kaip neigiama masė (masės defektas) – sistemos masė mažesnė už atskirų komponentų masę. Pavyzdžiui, supernovos griūties metu potenciali energija pereina į didelį minusą, o masių skirtumas to, kas buvo ir kas tapo, gali spinduliuoti į išorę fotonų pavidalu (tiksliau ne fotonų, o neutrinų pavidalu). ).

  Atsakyti

  • Straipsnyje aptariamos potencialios energijos apraiškos sistemoje. Jei sistemoje yra potencialus šios energijos gradientas, tada atsiranda jėga. Jūs visiškai teisingai pastebėjote, kad tam tikromis sąlygomis gradiento nėra dėl visiškos simetrijos (atomas yra sferos viduje). Tęsiau analogiją, susijusią su visata, kur apskritai nėra potencialaus gravitacinės energijos gradiento. Yra tik vietinės apraiškos.

    Teigiama, kad medžiagos masę daugiausia sudaro kvarkų ir gliuonų kinetinė energija ir maža dalelė dėl Higgso lauko. Jei darysime prielaidą, kad šioje masėje yra sumaišyta ir neigiama potenciali energija, tai šis teiginys nėra teisingas.

    Protono masė yra 938 MeV. Bendra kvarkų masė, kaip ją apibrėžia fizikai, yra maždaug 9,4 MeV. Masinio defekto čia nėra. Noriu suprasti, apskritai į potencialią energiją kažkaip atsižvelgiama bendrojoje reliatyvumo teorijoje, kaip masės generatorių, ar ne. Arba yra tik energija – tai kinetinės energijos ir potencialo suma.

    „Pavyzdžiui, supernovos griūties metu potenciali energija pereina į didelį minusą, o to, kas buvo ir tapo, masių skirtumas gali būti išspinduliuotas fotonų (greičiau ne fotonų, o iš tikrųjų neutrinų) pavidalu. .

    Na ir kas – skylė nuo to, kad į ją patekusi ir giliame potencialo šulinyje esanti medžiaga netampa lengvesnė, galbūt energijos masės kiekiu – medžiaga, kurią grąžino atgal.

    Atsakyti

    • "nebent pagal energijos masės dydį - medžiagą, kurią ji grąžino"

      Šis „nebent“ gali būti savavališkai didelis. Taigi, numetęs kilogramą į juodąją skylę, jis bus mažiau nei 1 kg masyvesnis. Praktikoje iki 30% krintančios masės akrecinis diskas išspinduliuoja rentgeno spindulių pavidalu, tačiau krentančių protonų skaičius nemažėja. Išspinduliuojama ne medžiaga, o rentgeno spinduliai. Rentgeno spinduliai paprastai nėra vadinami medžiaga.

      Skaitykite naujienas apie dviejų juodųjų skylių susidūrimą, taigi ir ten rezultatas pastebimai prastesnis nei originalių skylių iš viso.

      Galiausiai kyla klausimas, KUR tu esi su savo svoriais. Kokioje atskaitos sistemoje ir kurioje vietoje? Matavimo metodas yra viskas. Priklausomai nuo to, jūs ketinate skirtingą masę, tačiau šis IMHO yra labiau terminologinis klausimas. Jei atomas yra neutroninės žvaigždės viduje, negalite išmatuoti jo masės, išskyrus tai, kad palyginsite jį su netoliese esančiu bandomuoju kūnu. Šiuo atžvilgiu atomo masė, patenkant į šulinį, nemažėja, tačiau visos sistemos masė nėra lygi komponentų masių sumai. Manau, kad tai pati tiksliausia terminija. Šiuo atveju sistemos masė visada matuojama stebėtojo, esančio už šios sistemos ribų, atžvilgiu.

      Atsakyti

      • Sąvoka „energijos masės – materijos vertė“ čia reiškia „energijos masės ir materijos masės vertę“. Rentgeno spinduliai turi ramybės masę, kai įstrigę veidrodžių dėžėje arba juodojoje skylėje. Gravitacinės bangos taip pat neša energiją, todėl bendrosios reliatyvumo teorijos masės generatoriuje į jas reikia atsižvelgti. Atsiprašau už netikslią formuluotę.

        Nors, kaip žinau, praktiškai nejudantis gravitacinis laukas bendrojoje reliatyvumo teorijoje neatsižvelgiama į masės dalį. Todėl nereikėtų atsižvelgti ir į potencialią lauko energiją. Be to, potenciali energija visada yra santykinė. O gal aš klystu? Šiuo atžvilgiu teiginys, kad visatos masė yra 0 dėl neigiamos gravitacinio lauko energijos (ir masės), yra nesąmonė.

        Juodosios skylės pavyzdyje, jei darysime prielaidą, kad įkritus į skylę, pavyzdžiui, kilogramas bulvių, niekas neskrido atgal, manau, kad juodoji skylė padidina savo masę šiuo kilogramu. Jei sudarant masę neatsižvelgiama į potencialią bulvės energiją, tada aritmetika yra tokia. Įkritusi į duobutę bulvė įgauna didelę kinetinę energiją. Dėl to, pažvelgus į skylę, padidėja jos masė. Tačiau tuo pačiu, žiūrint iš šalies, visi procesai bulvėje sulėtėja. Jei atliksime laiko išsiplėtimo pataisą, tai bulvės masė žiūrint iš išorinės atskaitos sistemos nepasikeis. Juodoji skylė padidins savo masę lygiai 1 kilogramu.

        Atsakyti

„Pavyzdžiui, visata susideda iš dulkių grūdelių, tolygiai išsidėsčiusių erdvėje, kurios gravitaciškai sąveikauja viena su kita.

Jūsų modelis jau prieštaringas ir neatitinka tikrovės. Galite sugalvoti aibę tokių pavyzdžių ir kiekvieną kartą padaryti bet kokias išvadas.
Ir tvarkos veiksnys jūsų sistemoje bus entropija. Ir potenciali energija neduos jums įdomių rezultatų, nes ji yra susijusi su pasirinktu atskaitos tašku ir stebėtoju.

Realiame pasaulyje panašus modelis yra krištolas. Jame atomai yra tolygiai pasiskirstę erdvėje ir sąveikauja vienas su kitu.
Pataisykite mane, jei klystu.

Atsakyti

• „Jūsų modelis jau nenuoseklus ir neatitinka tikrovės“.

  Kalbant apie nenuoseklumą, tai turi būti įrodyta. Realybės atžvilgiu – galbūt. Tai yra hipotetinis modelis. Jis šiek tiek supaprastintas, kad būtų geriau suprantamas.

  „Ir entropija bus jūsų sistemos tvarkos veiksnys…“

  Sutinku.

  Atsakyti

  • Jei jums patinka bangų fizikos teorijos ir patinka jas modeliuoti, pabandykite paaiškinti šį efektą mūsų nuostabioje visatoje.
    Tai pasireiškia visais mastais.
    https://cs8.pikabu.ru/post_img/2017/01/30/0/1485724248159285 31.webm

    Aš taip pat paskelbiau tai aukščiau esančiam AI. Taip pat bus įdomu pamatyti jo pagrindimą.

    Atsakyti

    Atsiprašau už tiesą, bet tai banali pirmųjų universiteto kursų mechanika. Tačiau pats reiškinys turėtų būti aiškus net ir stipriam studentui. Suprask, aš negaliu gaišti laiko savavališkiems prašymams. Apskritai naujienų komentaruose geriau laikytis naujienų temos.

    Atsakyti

    • • Ar rimtai tikite, kad fizika apsiriboja visų galimų problemų ir jų sprendimų sąrašu? O kad fizikas, pamatęs problemą, atidaro šį stebuklingą sąrašą, ieško jame problemos numeris vienas milijonas ir perskaito atsakymą? Ne, suprasti fiziką – tai matyti reiškinį, jį suprasti, rašyti jį apibūdinančias formules.

        Kai sakau, kad tai banali pirmakursė fizika, vadinasi, fizikos skyriaus studentas po įprasto mechanikos kurso sugeba tai išspręsti pats. Normalus studentas neieško sprendimo, jis pats sprendžia problemą.

        Atsiprašau už atkirtį, bet toks įprastas požiūris labai slegia. Tai yra daugelio žmonių nesusipratimo, ką ir kaip veikia mokslas, pagrindas.

        Atsakyti

        • Visiškai tau pritariu. Nėra didesnio malonumo nei pačiam išspręsti problemą. Tai kaip narkotikas
          Tiesiog uždaviau draugišką klausimą.
          Iš esmės turiu vidutinį fizikos uždavinių sprendimo lygį. Visasąjunginėse fizikos olimpiadose buvau per vidurį. Tačiau programuojant ir modeliuojant paaiškėjo, kad pakilo aukščiau. bet čia veikia kitas mąstymo būdas.

          Atsakyti

          • • Negaliu paprastais žodžiais aiškiai suformuluoti šio reiškinio esmės. (kažkoks stuporas galvoje). Tai esmė. Perkelti jį į kitą modelį ir taip pat paaiškinti moksleiviams.

              
              Šis eksperimentas gali būti laikomas signalo praėjimu. O lenkta trajektorija prasilenkia greičiau.
              Iš kur toks laiko pelnas?
              Akivaizdu, kad trajektorijos forma taip pat turi įtakos šiam vėlavimui. Jei padarysite labai gilias skyles, rutulys tiesiog neįveiks skylės, praras energiją dėl oro pasipriešinimo dideliu greičiu.

              Jei užduotį nustatome kaip optimalią trajektorijos formą, tada atrodo, kad užduotis nustoja būti mokyklinė. Jau patenkame į daugybę skirtingų trajektorijos funkcijų ir formų.

              Ar galite perkelti šią problemą į elementus? Man atrodo, kad daugeliui praverstų sprendžiant iš žmonių reakcijos. Ir ši užduotis puikiai atspindi tikrovę.

              Atsakyti

              • Sąžiningai, nesuprantu, kaip dalyvaudamas sąjunginėse olimpiadose šio reiškinio nepastebi. Ypač kartu su tuo, kad, pasak jūsų, negalite aiškiai suformuluoti šio reiškinio esmės.

                Ar suprantate, kad laikas, per kurį įveikiama trajektorija, priklauso ne tik nuo jos ilgio, bet ir nuo greičio? Ar supranti, kad apačioje greitis didesnis nei viršuje? Ar galite sujungti šiuos du faktus į bendrą supratimą, kad ilgesnė trajektorija nebūtinai reiškia daugiau laiko? Viskas priklauso nuo greičio padidėjimo didėjant ilgiui.

                Pakanka suprasti šį reiškinį, kad nustotų stebėtis jo poveikiu. O konkrečiam savavališkos trajektorijos skaičiavimui jau reikės tiksliai įrašyti integralą (o čia reikia 1 universiteto kurso). Ten, žinoma, skirtingoms trajektorijoms bus skirtinga, bet galima parodyti, kad pakankamai _plokščiai_ bet kokios formos trajektorijai, einant griežtai žemiau tiesės, kelionės laikas visada bus mažesnis.

                > Man dabar smagu su Laiko teorija.

                Tai labai pavojinga formuluotė. Toks pavojingas, kad aktyviai prašau nieko tokiomis temomis nerašyti elementų komentaruose. Ačiū už supratimą.

                Atsakyti

                • Aš matau šį reiškinį, suprantu jį ir galiu perimti integralą bet kokia trajektorijos forma ir lengvai parašyti skaičiavimo programą.
                  Bet kai aš einu su paaugliais į eksperimentariumą ir paprastai paaiškinu jiems, kaip viskas veikia, tada man nepavyksta dėl šio reiškinio. Galbūt tai yra amžius.)
                  O įgūdis greitai ir lengvai pamatyti galutinį atsakymą išnyksta, jei nuolat nesitreniruojate. Turbūt kaip sporte. Sulaukus 40 metų sunku suktis ant horizontalios juostos kaip jaunystėje ... ir daryti salto)))

                  Niekada nemaniau, kad diskusija apie laiką yra tabu))). Juolab kad tai yra pagrindas. Skaitydamas Hokingą ir matydamas, kaip jie populiarina šias idėjas, buvau tikras, kad jos patraukia pasaulio tyrinėtojų mintis.
                  Gal tu mane neteisingai supratai?

                  Bet tai tik pokalbis... ir, žinoma, nesiruošiu laužyti taisyklių ir propaguoti erezijas bei nepagrįstas asmenines teorijas)) Tai bent jau nepadoru...

                  Bet smegenims reikia maisto ir kažko naujo)))

                  Atsakyti

                  Kalbant apie olimpines žaidynes. Mano patirtis parodė, kad tikrai šaunūs vaikinai yra ne tie, kurie sprendžia naujas problemas, o tie, kurie jas sugalvoja. Jų vienetai. Tai kitoks pasaulio matmuo ir požiūris. Atsitiktinis 5 minučių pokalbis su tokiu žmogumi vienoje iš olimpiadų visiškai pakeitė mano gyvenimą ir išvedė iš gilių iliuzijų ir iš tikrųjų išgelbėjo gyvybę.
                  Jis juokavo, kad „mokslų daktaro“ titulą gauna būtent už tai, kad gydė sužeistus kolegas, kurie negalėjo įlipti į vieną iš kalnų.

                  Šis žmogus tvirtino, kad geriausi olimpiadų nugalėtojai tuomet ištirpsta mokslo bendruomenėje ir neatneša naujų atradimų bei rezultatų. Todėl be nuolatinio plataus savo žinių ir realių įgūdžių tobulinimo kelio į naują nebus matomi.
                  Ir apskritai olimpiada yra grynas sportas su sėkme, drąsa, triukais, su daugybe traumų ir vaikų, taip pat ir manęs, psichikos luošinimo. Bet tai yra gyvenimas

                  Atsakyti

Mitų ir legendų griovėjai jau paneigė tavo prielaidą.
https://www.youtube.com/watch?v=XsKhzk4gn3A

Poveikis nepriklauso nuo medžiagų ir trinties.
Be to, pagal jūsų versiją, jei kamuoliukus pakeisime slankiojančiais svareliais, tai efektas išnyks.

Be to, greitesni kamuoliukai patiria didesnį oro pasipriešinimą. Vilkimas yra proporcingas greičio kvadratui. Vis dėlto tai netrukdo jiems būti pirmiems.

Pasisemkime realesnių idėjų. Tokie dalykai tiesiogiai atspindi mūsų pasaulio darbo esmę.

Atsakyti

• • Apskritai riedėjimo trintis neturi nieko bendra su tuo ...))
    Efektas veikia modeliuose be trinties ir oro.
    Galite gaminti magnetus ir išpumpuoti orą.

    Tačiau apskaičiuoti trajektorijos formą, kuri yra greičiausia, yra rimta problema.
    Klasikinės mechanikos profesionalai tikriausiai gali intuityviai nuspėti atsakymą.

    Atsakyti

    • Supratau, kad eksperimentas jūsų vaizdo įraše primena Fuko švytuoklę. Akivaizdu, kad greičiausia rutulio trajektorija bus mažiausio įmanomo spindulio apskritimo lankas (iki pusės apskritimo kelio = 1 pusės bangos ketera žemyn). Švytuoklei ilgesnės trajektorijos ir tuo pačiu didesnio greičio paradoksas išsprendžiamas dėl mažesnio aprašomojo lanko spindulio, t.y. švytuoklės svirties ilgis, nuo kurio priklauso jos svyravimo periodas.
      Šiuo atveju bet koks rutulio judėjimo nukrypimas nuo griežtai apskrito yra nepageidaujamas, nes tai turėtų neigiamai paveikti jo vidutinį greitį. Tiesus rutulio judėjimas vaizdo įraše yra panašus į švytuoklės svyravimus su labai ilga ranka, kuri, kaip visi supranta, turi didžiausią svyravimo periodą. Todėl yra mažiausias rutulio greitis.
      Atrodo, apsiėjo be integralų ;)
      Įdomi problema!

      Atsakyti

      • Būtina matematiškai įrodyti ir patikrinti hipotezę. Bet tai skamba įdomiai... viena iš naujausių versijų buvo ta, kad tai yra apverstas cikloidas.

        Turiu daug tokių sandėlyje.

        Pavyzdžiui:

        Iš pažiūros banaliausia mokyklos energijos taupymo problema, tačiau ji tiksliai parodo potencialios energijos ir kinetinės energijos supratimą, apie kurį kalbėjo Nikolajus. Užduotis jam, bet sulaužė daugelio, net rimtų fizikos vaikinų, smegenis.

        Imame mašiną su laikrodžio mechanizmo spyruokle. Padedame ant grindų ir paleidžiame. Dėl spyruoklės ji įsibėgėja iki greičio V. Užrašome energijos tvermės dėsnį ir apskaičiuojame spyruoklės energiją.
        0 + E (spyruoklės) = mV^2/2

        O dabar dėmesio! Mes pereiname į lygią inercinę sistemą, kuri juda mašinos link. Grubiai tariant, einame link mašinos V greičiu.
        Palyginti su mumis, pradžioje mašinos greitis buvo V, po pagreičio bus 2V.
        Apskaičiuojame spyruoklės energiją.
        E(spyruoklės) + mV^2/2 = m(2v)^2/2
        E (spyruoklės) = 3mV^2/2
        Spyruoklės energija staiga padidėjo, palyginti su kita inercine atskaitos sistema.
        ir kuo greičiau judate link mašinos, tuo didesnė spyruoklės energija.
        Kaip tai įmanoma?

        Nikolajus skirtas tau. Buvo pažeistas gamtosaugos įstatymas. Sveika! tai atsitiko!)))

        Tai taip pat yra esminis procesų ir energijos perdavimo supratimas.
        Vaikams patinka mesti problemas

        Atsakyti

        Jūsų posakis po „Apskaičiuojame spyruoklės energiją“ yra neteisingas.

        – O vaikų, kurie užduoda klausimus, pasitaiko labai retai.
        Vaikai, kurie užduoda klausimus, nėra reti. Visi vaikai turi „kodėl“ laikotarpį.

        Apskritai susilaikysiu nuo diskusijų su jumis, kad netyčia neįžeisčiau. Man patinka juokauti, kuriuos galima suprasti neteisingai.

        Atsakyti

Atsakyti

Ne ne taip. Vakuuminis energijos lygis, t.y. tuščia erdvė lemia galaktikų nuosmukio dinamiką. Nesvarbu, ar jie išsisklaido su pagreičiu, ar atvirkščiai, jie sulėtėja. Tai neleidžia pernelyg laisvai perkelti svarstyklių. Vakuuminio potencialo negalima pasirinkti savavališkai, jis yra gana išmatuojamas.

Atsakyti

Gerbiamas Igoriai! Aišku, suprantu, kad po kiekvieno naujienų straipsnio publikavimo pavargai už komentatorius. Turėtume dėkoti už informaciją apie įvykius užsienyje, o ne kalti, bet mes esame tokie, kokie esame. Jūsų teisė paprastai siųsti į pirminį šaltinį, tk. tai perrašymas arba Copy Paste su techniškai teisingu vertimu, kuriam dar kartą atskiras ATP.
Ir dabar, kalbant apie temą, jei atomas, dalelė, bet kuris kūnas be kinetikos yra perkeliamas arčiau elektromagnetinės spinduliuotės šaltinio, tada jo bendra energija padidėja. Ir kaip jis perskirstomas organizmo viduje (kas padidina (sumažina) daugiau kinetikos ar potencialo), tai neturi įtakos galutiniam rezultatui. Todėl pasisakiau, kad straipsnio autorių paaiškinimas nėra teisingas. Tiesą sakant, šiluminės jėgos nėra – tai gravitacijos jėga. Kaip tai atsitinka? Atsakymas yra straipsnyje: "Žemės gravitacija Fotoninė-kvantinė gravitacija", paskelbta Vengrijos žurnale (p. 79-94):
http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5-5-2016.pdf

Atsakyti

Igori, aš nežinau, ar tai blogos manieros. Tačiau, atsižvelgiant į daugybę komentarų šia tema, man atrodo, kad reikia parašyti gerą mokslo populiarinimo tekstą, įskaitant potencialios energijos sąvoką. Nes manau, kad žmonės yra šiek tiek sutrikę. Gal pabandysite, jei turėsite laiko, ir moksliškai populiariai parašysite apie lagrangiečius? Man atrodo, kad su tavo talentu ir patirtimi bus labai reikalingas straipsnis. Suprantu, kad apie tokias esmines sąvokas rašyti yra sunkiausia. Bet ką jūs vis tiek manote?

Atsakyti

Leiskite man atsakyti į jūsų klausimą.

Štai ką rašo Vikipedija:
„Eagleworks“ paskelbus darbą EmDrive kartais buvo apibūdinamas kaip „išbandytas NASA“, nors oficiali agentūros pozicija skiriasi: „Tai nedidelis projektas, kuris dar nedavė praktinių rezultatų“.

Bet pagal tekstą akivaizdu, kad susidomėjimas šiuo įrenginiu yra ir kūrėjai sugebėjo patraukti dėmesį. Kitaip pinigų niekas nebūtų skyręs. Kas ten.
Siūlau šiek tiek palaukti ir pamatyti galutinius rezultatus. Taip sutaupysite laiko ir pastangų. Tačiau neverta tikėtis stebuklų ir svajoti, kaip sugrius nusistovėjusios žinios ir patirtis)))
Geriau kurti kažką naujo, nei bandyti sugriauti tai, ką padarė mūsų protėviai.
Paprasčiau tariant, jei jų prietaisas veiks, tada atsiras žmogus, kuris ramiai viską aprašys esamų teorijų rėmuose.

Atsakyti

• • Puikiai suprantu tavo jausmus. Tarp mano draugų, programuotojų, išlavinusių mąstymą, bet neturinčių patirties su fizikos teorija, tokių nuotaikų yra labai daug. Išsirinkite vaizdo įrašą „YouTube“, suraskite garaže senelį, kuris pastatė amžinąjį variklį, ir pan., jūsų mėgstamiausia pramoga.
    Visada smagu ir gera priežastis susirinkti gamtoje ir išsikepti šašlykų.
    O man tai yra galimybė dar kartą pasitikrinti savo žinias ir spragas. (Jų turi visi. Kai kurie tikrai drovūs ir juos užmaskuoja.)

    Jūsų klausimo esmė slypi fizikos pagrinduose. Jei aiškiai pasieksite fizikos teorijos pagrindus, suprasite paprastą dalyką.
    Kai tik bus įrodytas unikalus emDrive poveikis ir aišku, kad tai nėra užmaskuotas jau žinomų efektų rinkinys, bet kuris kompetentingas fizikas pateiks paaiškinimą.
    Tačiau eksperimento įrodymas turi būti griežtas ir visose procedūrose derinamas šimtmečius. Čia nėra jokių kliūčių. Jums tereikia laikytis aiškių mokslo pasaulyje priimtų procedūrų.

    Tikrosios fizikos pasaulis yra dideli pinigai. Ir jie skiriami tik už konkretų rezultatą. Niekas nemėgsta gaišti laiko ir kristi į tuščius kiautus. Bausmė už klaidas yra labai griežta. Mano akyse žmonės tiesiog mirė per kelis mėnesius, kai žlugo jų viltys. Ir aš tyliu apie tai, kaip ji tiesiog eina iš proto apsėsti savo idėjų, bandydama „padėti visai žmonijai“.
    Tai nėra normalu.

    Visa fizika paremta keliomis paprasčiausiomis idėjomis. Kol to iki galo nesupranti, su vėjo malūnais geriau nekovoti.

    Vienas iš fizikos teorijos pagrindų postulatų yra toks: erdvę ir laiką galime padalinti iki begalybės.
    Ir tada įsijungia matematika. Taip pat reikės monetos ir pieštuko.
    Tame pačiame dokumente su šia idėja galite išvesti Maxwell skirstinį. Numatykite atsitiktinį kamuoliukų pasiskirstymą standartiniame eksperimente ir pasivaikščiokite po matavimus.
    Jei ramiai atlieki tokį pratimą, vadinasi, supranti, ką darai.
    Kitaip tariant, prieš darant salto ant horizontalios juostos, reikia ramiai ir nedvejodami bet kokiomis priemonėmis atsitraukti.

    Fizikos teorijoje yra taškas, iš kurio viskas yra pastatyta. Turėtumėte sugebėti sukurti visas pagrindines formules ir teorijas iš šio taško.
    Kai tik kelis kartus nubėgsite pagrindiniais takais ir takais, tapsite sąžiningu ir tikru šio pasaulio gyventoju.

    Ir kaip tik tada suprasi, kad fizikos kalba galima apibūdinti bet kokius reiškinius.

    Mano draugas kalbininkas fiziką mato kaip realaus pasaulio apibūdinimo kalbą. Jis net netiki elektronu))) Ir tai jo teisė...

    Ir žinomi matematikai sako, kad fizika yra matematika, prie kurios jie pridėjo laiko lašą (dt)

    Pradėkite nuo pačių pagrindinių dalykų. Čia viskas aišku ir gražu)))

    Atsakyti

"Trečia, yra dar viena traukos jėga – gravitacinė. Ji nepriklauso nuo temperatūros, o auga kartu su kūno svoriu."

Nebūčiau toks tikras, kad gravitacija nepriklauso nuo temperatūros. Kylant temperatūrai, auga dalelių dinamika, o tai reiškia, kad masė (bent jau reliatyvistinė) auga, vadinasi, didėja ir gravitacija.
Apskritai, atsižvelgiant į [iš tikrųjų] dinamišką gravitacinių jėgų prigimtį, šis faktas pats susieja gravitacijos jėgą su temperatūra, kaip dinamine mechaninių sistemų charakteristika. Bet tai atskiros diskusijos tema, tiksliau teorija. ;)

Atsakyti

Kiek suprantu, "garso" lauke šį efektą dar lengviau įgyvendinti, jei dipolis pakeičiamas membrana (pavyzdžiui, muilo burbulu), kurios rezonansas yra didesnis nei garso generatoriaus dažnis. sureguliuotas. Vis dėlto kažkaip lengviau kilovatą energijos panaudoti garsui nei EM spinduliuotei))

Būtų juokinga: prie garsiakalbio traukia muilo burbulus ...

Atsakyti

• Garsas ir muzika paprastai yra patogus dalykas tiriant bangas. Tai mano hobis.
  Jei kam įdomu, štai mano bandymai pritaikyti kvantinę fiziką ir Šumano rezonansą kūryboje.
  https://soundcloud.com/dmvkmusic

  Tai 3D muzika, todėl jos reikia klausytis tik per ausines arba per gerus garsiakalbius.

  Turiu garsiakalbius ir visą studiją ir net muilo burbulus.
  Aš patikrinsiu tavo idėją
  Ačiū!

  Padarykime daugiau!)))

  Atsakyti

„O kadangi atomas siekia kuo labiau sumažinti savo sąveikos energiją, jam energetiškai naudinga priartėti prie kamuolio – juk ten energijos sumažėjimas yra reikšmingiausias!
Kažkoks mėšlas, o ne paaiškinimas, ko ten atomas nori, jam kažkas naudinga. Ir savavališkai, į valias, juda kur nori.
Kaip gaila, kad dabar nėra fizikų, galinčių paaiškinti.
Jau nekalbant apie tai, kad energijos poveikis paaiškinimui sumažina objekto energijos lygį. Atrodo, kad antrasis termodinamikos dėsnis isteriškai krečia konvulsijas. Atsiprašau.

Atsakyti

Deja, diskusijos metu nepavyko gauti išsamaus atsakymo į potencialios energijos klausimą. Todėl bandžiau tai išsiaiškinti pats (tai užtruko). Štai kas iš to išėjo.

Daug atsakymų buvo rasta garsaus rusų fiziko Dmitrijaus Djakonovo paskaitos „Kvarkai ir iš kur atsiranda masė“ pristatyme. http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/. Dmitrijus Djakonovas turėjo vieną aukščiausių citavimo reitingų, manau, kad jis yra tarp didžiųjų fizikų.

Kas stebina, lyginant su paskaita, rašydamas apie potencialios energijos prigimtį nemelavau savo prielaidose.

Štai ką pasakė Dmitrijus Djakonovas.

„Dabar noriu jus panardinti į gilią mintį. Pažvelkite į 5 skaidrę. Visi žino, kad paukštis sėdi ant laido, laide yra 500 kilovoltų, ir jai bent chna. Dabar, jei paukštis išsitiesia ir viena letenėle griebs vieną vielą, kita – kitą – čia nebus gerai. Kodėl? Kadangi, sakoma, pats elektrinis potencialas neturi fizinės reikšmės, mes jo, kaip mėgstame sakyti, nestebime. Yra tikslesnis teiginys, kad stebimas elektrinio lauko stiprumas. Įtampa – kas žino – yra potencialus gradientas.

Principas – kad stebima ne paties elektrinio potencialo vertė, o tik jo kitimas erdvėje ir laike – buvo atrastas dar XIX a. Šis principas taikomas visoms pagrindinėms sąveikoms ir vadinamas „gradiento nekintamumu“ arba (kitu pavadinimu) „gabarito nekintamumu“.

„Savo sąrašą pradėjau nuo gravitacinės sąveikos. Pasirodo, jis irgi pastatytas matuoklio nekintamumo principu, tik yra nepriklausomybė ne nuo „spalvos“, ne nuo potencialo, o nuo kažko kito. Pabandysiu paaiškinti kodėl.
Įsivaizduokite, kad kažkur yra didelė masė. Pavyzdžiui, Saulė. Saulė yra didelė masė. Ką tai daro? Atrodo, kad ji sulenkia plokščią erdvę, o erdvė tampa išlenkta. Labai vizualiai. Dabar Žemę pastatome šalia, ji pradeda suktis aplink Saulę. Tiesą sakant, vaizdas yra gana geometrinis: erdvė yra išspausta, o mūsų planeta Žemė sukasi šioje skylėje. Pažiūrėkite į skaidrę – ten visos koordinačių linijos iškraipytos. Ir tai buvo svarbiausias Einšteino pasiekimas, kai jis iškėlė bendrąją reliatyvumo teoriją. Jis teigė, kad visi stebimi fiziniai reiškiniai neturėtų priklausyti nuo to, kokį tinklelį mes norime pritaikyti ir kokį laikrodį naudojame.
Kodėl aš jį atnešiau čia, nes tai irgi savotiškas „gabarito nekintamumas“.

Kreivumas yra stebimas dalykas, o matematine prasme elektrinio lauko stiprumas taip pat yra savotiškas kreivumas. Bet mes nematome potencialo, paukštis, sėdintis ant vieno laido, yra gyvas.

Remdamiesi tuo, galime daryti išvadą, kad potenciali energija neturėtų būti laikoma masės šaltiniu, nes kitu atveju masė ir fiziniai procesai priklausys nuo ataskaitų teikimo sistemos, iš kurios atliekamas stebėjimas.

Šią mintį sustiprina Dmitrijaus Djakonovo atsakymas į klausimą apie elektromagnetinio lauko masę.

„Dmitrijus: Sakyk, prašau, ar jėgos laukai, pavyzdžiui, elektriniai ir gravitaciniai laukai, turi masę?
Dmitrijus Djakonovas: Jei tai daro, tada labai mažai, o įprasta išmintis yra ta, kad jie yra bemasiai.
Dmitrijus: Aš turėjau omenyje šiek tiek kitokį. Tarkime, jei tarp plokščių turime kondensatorių, kurio yra elektrinis laukas. Ar šis laukas turi masę?
Dmitrijus Djakonovas: Ne.
Dmitrijus: Ar tai turi energijos?
Dmitrijus Djakonovas: Taip.
Dmitrijus: O mc??
Dmitrijus Djakonovas: Na, sukurkite man uždarą sistemą, tai yra, įskaitant kondensatorių, akumuliatorių, hidroelektrinę, šaltinį saulėje ir pan. Tai kai sugalvosite uždarą sistemą, tada išmatuosime jos masę ir pasakysiu, kad E, kuri yra mc? iš šios masės – tai šios uždaros sistemos poilsio energija. Kitų tvirtinimų neteikiu.
Dmitrijus: Tai yra, lauko energija iš tikrųjų yra akumuliatoriaus, laidų ir plokščių energija?
Dmitrijus Djakonovas: Žinoma. Turite imtis uždaros sistemos, galite priimti sprendimą.

Taigi iš kur mūsų pasaulyje atsiranda masė?

Dmitrijus Djakonovas: „Kaip matote, visa mokslo istorija susidėjo iš to, kad mes buvome įvairiose susijusiose pozicijose ir visada komponentų masių suma buvo didesnė už visumą. Ir dabar pasiekiame paskutinę surištą būseną – tai protonai ir neutronai, sudaryti iš trijų kvarkų, o čia, pasirodo, yra atvirkščiai! Protonų masė yra 940 MeV – žr. 9 skaidrę. O sudedamųjų kvarkų masę, tai yra, du u ir vieną d, pridėkite 4 + 4 + 7 ir gaukite tik 15 MeV. Tai reiškia, kad sudedamųjų dalių masių suma yra ne daugiau nei visa, kaip įprasta, bet mažesnė, ir ne tik mažesnė, bet 60 kartų mažesnė! Tai yra, pirmą kartą mokslo istorijoje susiduriame su surišta būsena, kurioje viskas yra priešinga, palyginti su įprasta.

Pasirodo, kad tuščia erdvė, vakuumas, gyvena labai sudėtingą ir labai turtingą gyvenimą, kuris čia ir pavaizduotas. Šiuo atveju tai ne karikatūra, o tikras kompiuterinis tikrosios kvantinės chromodinamikos modeliavimas, ir yra autorius, mano kolega Derickas Leinweberis, kuris maloniai padovanojo man šią nuotrauką demonstracijai. Be to, kas yra nuostabu, materijos buvimas beveik neturi įtakos lauko vakuumo svyravimams. Tai gliuono laukas, kuris visą laiką keistai svyruoja.
O dabar įsileiskime kvarkus, žiūrėkite 13 skaidrę. Kas su jais atsitiks? Vyksta gana įdomus dalykas. Čia irgi mintis nėra paviršutiniška, pabandykite į ją įsigilinti. Įsivaizduokite du kvarkus arba kvarką ir antikvarką, kurie tuo pačiu metu yra šalia tokio didelio svyravimo. Svyravimas tarp jų sukelia tam tikrą koreliaciją. O koreliacija reiškia, kad jie sąveikauja.
Čia galiu tiesiog suteikti kasdienį įvaizdį. Vandenį nuleidi iš vonios, ten susidaro piltuvėlis, kur nukrenta du degtukai, juos šis piltuvas priveržia, ir abu sukasi vienodai. Tai yra, dviejų rungtynių elgesys yra susijęs. Ir galima sakyti, kad piltuvas sukėlė sąveiką tarp rungtynių. Tai reiškia, kad išorinis poveikis sukelia sąveiką tarp objektų, kurie patenka į šią įtaką. Arba, tarkime, eini Myasnitskaya ir pradeda lyti. Ir kažkodėl staiga visi pakelia virš galvų kokį nors daiktą. Tai yra koreliuojamas elgesys, pasirodo, kad žmonės bendrauja, bet jie tiesiogiai nebendrauja, o sąveika atnešė išorinę įtaką, šiuo atveju lietų.
Apie superlaidumą tikriausiai yra girdėję visi, o jei salėje bus fizikų, jie paaiškins, kad superlaidumo mechanizmas yra vadinamųjų Kuperio elektronų porų kondensacija superlaidininkyje. Čia vyksta panašus reiškinys, tik kvantinį kondensatą sudaro ne elektronai, o kvarkų ir antikvarkų poros.

Kas atsitiks, jei kvarkas pateks į tokią terpę? Kvarkas skrenda, gali išmušti vieną kvarką, kuris jau susiorganizavo į tokią porą, šis skrenda toliau, atsitiktinai patenka į kitą ir taip toliau, žr. 14 skaidrę. Tai yra, kvarkas keliauja kompleksiškai. per šią terpę. Ir tai suteikia masės. Galiu tai paaiškinti įvairiomis kalbomis, bet, deja, geriau nebus.

Šio reiškinio matematinį modelį, pavadintą gražiu pavadinimu „spontaniškas chiralinės simetrijos trūkimas“, pirmą kartą 1961 m. vienu metu pasiūlė mūsų šalies mokslininkai Vaksas ir Larkinas bei puikus japonų mokslininkas Nambu, kuris visą savo gyvenimą gyveno Amerikoje, o 2008 m. , būdamas labai senas, už šį darbą gavo Nobelio premiją.

Paskaitoje buvo 14 skaidrė, rodanti, kaip keliauja kvarkai. Remiantis šia skaidre, darytina išvada, kad masė susidaro dėl kvarkų energijos, o ne dėl gliuono lauko. Ir ši masė yra dinamiška – atsiranda dėl energijos srautų (kvarkų judėjimo), „spontaniško chiralinės simetrijos pažeidimo“ sąlygomis.

Viskas, ką čia parašiau, yra labai trumpos Dmitrijaus Djakonovo paskaitos ištraukos. Geriau perskaityti šią paskaitą http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/ iki galo. Yra gražios skaidrės, paaiškinančios prasmę.

Paaiškinsiu, kodėl diskusijos metu šioje temoje uždaviau klausimus apie potencialią energiją. Atsakymuose norėjau perskaityti apie tą patį, kas parašyta Dmitrijaus Djakonovo paskaitos pristatyme, kad toliau remtųsi šiais teiginiais ir tęsčiau diskusiją. Tačiau, deja, diskusija neįvyko.

Tai būtina norint sustiprinti materijos evoliucijos hipotezės poziciją. Remiantis hipoteze, masė mūsų visatoje atsiranda dėl materijos struktūros. Struktūrizavimas – tai tvarkos formavimas chaoso fone. Viskas, kas parašyta Dmitrijaus Djakonovo paskaitos pristatyme, mano nuomone, patvirtina šią hipotezę.

Medžiagos struktūrizavimas gali vykti keliais etapais. Perėjimus tarp etapų lydi revoliuciniai materijos savybių pokyčiai. Šie fizikos pokyčiai vadinami faziniais perėjimais. Šiuo metu visuotinai priimta, kad buvo keli fazių perėjimai (apie tai rašė ir Dmitrijus Djakonovas). Paskutinis fazių perėjimas galėjo turėti stebimus reiškinius, kuriuos kosmologai pateikia kaip standartinės kosmologijos teorijos įrodymą. Todėl pastebėjimai šiai hipotezei neprieštarauja.

Čia yra dar vienas įdomus aspektas. Norint atlikti su poveikiu susijusius skaičiavimus, potencialo matuoti visai nebūtina. Norint apskaičiuoti plauką veikiančią jėgą ir jų papildomą energiją, reikia išmatuoti į berniuko kūną patekusį elektros krūvį (elektronų skaičių), taip pat žinoti berniuko kūno geometrines charakteristikas. įskaitant jo plaukų ypatybes, aplinkinių elektrai laidžių kūnų dydį ir vietą.

Atsakyti

• Jei berniukas yra Faradėjaus narve, tai, kiek suprantu, net su el. susisiekti su ja, jis niekada negaus el. mokestis.
  Kai elementas yra prijungtas prie įkrauto rutulio, visas krūvis bus paskirstytas ląstelės paviršiuje. Jo viduje nebus el. stat. laukai, nemokamai. Potencialas berniuko paviršiuje taip pat bus lygus nuliui, o jo plaukai liks vietoje. Manau, net paėmęs įžemintą laidą į rankas, nieko iš jo negaus. Nėra įkrovimo, nėra potencialų skirtumo, nėra srovės.

  Tie. Trumpai tariant, įdėdami berniuką į narvą, jūs iš naujo nustatote jo el. potencialus. Potencialas bus nematomas, nes. jo tiesiog nėra. :-)

  Taip pat galima pastebėti potencialų skirtumo efektą. Norėdami tai padaryti, pakanka šalia berniuko padėti kitą rutulį, prijungtą prie kito šaltinio arba tiesiog įžemintą. Kai tik berniukas paliečia abu kamuoliukus iš karto, jis pats pajus, koks yra potencialų skirtumas (vaikai, nedarykite to!).

  El. paštas potencialas pastebimas ne tik per plaukus. Yra ir dar vienas gražus efektas – Šv.Elmo laužai arba tiesiog – vainiko iškrova: http://molniezashitadoma.ru/ogon%20elma.jpg

  Atsakyti

> gražus efektas su berniuko plaukais siejamas ne su elektrinio lauko potencialu, o su potencialų skirtumu tarp berniuko kūno ir aplinkos (kitaip tariant, su elektrinio lauko stiprumu)

Pašto įtampa. Art. laukas nėra potencialų skirtumas. ;-)
Tai yra pagrindinė e. Art. laukas, apibūdinantis kiekvieną jo tašką: https://ru.wikipedia.org/wiki/Electric_field_strength
_______________

Kalbant apie Dmitrijų Djakonovą, jo pasisakymai man atrodo, švelniai tariant, keisti... Galbūt jis per daug buvo nuneštas savo „kvarkų“ ir pastebimai atitrūko nuo realaus pasaulio. :-)

Ir kiek metų buvo Boras, kai jis išgelbėjo fiziką nuo elektrono kritimo ant branduolio, teigdamas, kad kritimas vyksta šuoliais? Nes orbitas galima skirstyti į grynas ir nešvarias!
Taip pasirodė ir dalinkitės!
Kiek Maksvelui buvo metų, kai išrado elektromagnetinį lauką?
Ir daugelis žmonių supranta, kas yra poliarizacija!
Kartais man atrodo, kad per anksti mums buvo sumušta didžiulė pagarba.
Būčiau labai dėkingas Igoriui Ivanovui, jei jis padarytų nukrypimą į didžiųjų atradėjų amžių.
Kartais man vis dar atrodo, kad fizika bijo aiškių formuluočių.
Arba išsisukinėti?
....................
Ne kritika, o pusiausvyra.
Ege?

Atsakyti

Manau, kad Avogadro dėsnis galioja visiems be išimties atomams (visiems cheminiams elementams).
Ir aš NEŽINAU, koks vieno atomo svoris.
Aprašomame eksperimente nėra lygiagrečių su „bandymų pagal Avogadro“ sąlygomis. Bet ten buvo skirtingi atomai?
Yra tikimybė, kad mes bandome suprasti visai ką kita, nei norėjo išsiaiškinti eksperimentuotojai.
........................
O kiek jiems metų, beje?

Atsakyti

Žemės planetos judėjimo Saulės atžvilgiu užduotis yra trijų magnetų užduotis. Du vienodo poliškumo magnetai, nukreipti vienas į kitą – tai Žemė savo plokštumoje Saulės ašies atžvilgiu. Saulė yra trečiasis magnetas, sukasi Žemę ir kitas planetas apie savo ašis proporcingai jų masei. Elipsinė Žemės orbita rodo, kad iš elipsės „žiemos“ stygos veikia kažkokia kita jėga. Šalti maži erdvės kūnai erdvėje taip pat laisvai nejuda, jie turi įgytą pagreitį. Šis tyrimas gali tik patvirtinti, kad planetos gravitacinė jėga atsiranda dėl pakankamai įkaitusių planetų bazių. Tai yra, bet kurios Saulės sistemos planetos viduje yra karšta.
Kodėl Žemės ir kitų planetų Saulė netraukia? Sistema dinamiška, o ne statiška, planetų ašys lygiagrečios, todėl gaunasi daug viršūnių. Ir planetos negali pasikeisti ašigalių, nes tai prilygsta išvažiavimui iš orbitos.

• • Ar manote, kad kūnas, turintis magnetinį lauką ir palydovą, gali judėti pagal inerciją be galo ilgai? Tokiu atveju Žemėje turėtų būti du mėnuliai, išsidėstę simetriškai. Giroskopo elgsena paaiškina inercijos momentą ir pusiausvyrinį masės pasiskirstymą aplink sukimosi ašį. Jei viršaus diskas yra nesubalansuotas ašies atžvilgiu, tada jis pradeda apibūdinti spiralę su ašimi. Tai galioja ir Žemei, ji turi vieną palydovą, kuris turėtų iškelti jį iš orbitos ir nunešti į kosmosą, jei jo judėjimas Saulės atžvilgiu būtų paaiškintas tik mechaniniu inercijos momentu. Čia magnetizmas iš Saulės pusės toks stiprus, kad sugeba kompensuoti Mėnulio įtaką Žemei.
    Niekas kitas, išskyrus magnetizmą, gali paaiškinti tvarkingą Saulės sistemos planetų ir jų palydovų judėjimą. Mes Saulės pavidalu turime tarsi statorių, būdami rotorių, bet tuo pat metu esame Mėnulio statorius.

    Atsakyti

    • Magnetiniai ir elektriniai laukai yra ekranuoti, Ambrose. Tiksliau – šuntuotas. Bet dabar tai nesvarbu.):
      Kaip įsivaizduojate spyruoklinį balansą su kilogramo svoriu uždengęs magnetiniu ekranu? Rodyklė eis iš dešinės į kairę?
      Man atrodė, kad giroskopas yra nuostabus mąstymo ugdymo objektas. Net kinai taip galvoja.
      Tik pagalvok apie tai. Giroskopas gali būti laisvai judinamas išilgai bet kurios iš trijų Dekarto ašių! Jei nepastebite giroskopo savo ašies pasvirimo, kai jis yra susietas su kokia nors įsivaizduojama baze.
      Pavyzdžiui, galite atitolinti savo proto akį nuo besisukančio viršūnės, kol stebėtojui ji tampa tokia maža, kad nekils minčių brėžti sukimosi ašį per šį „tašką“.
      Beje, Ambrose, ar kada galvojote apie be galo mažų taškų sukimosi ašis?
      ............
      Taigi ši išskirtinė giroskopo savybė paskatino mokslininkus ieškoti specifinio ITS inercijos pobūdžio tik giroskopui!
      Galbūt tai buvo pirmasis „mokslo“ žingsnis atgal į metafizikos ateitį. Pirmasis žingsnis, kuris nesukėlė imuninio visuomenės atstūmimo. (Vyrai niekada nematė tokio liūdesio)
      ....................
      Praėjo keli metai.
      Vienas genijus pasiūlė, kad materialaus kūno inercijos prigimtis yra ne kūno viduje, o jį supančioje erdvėje.
      Ši išvada buvo tokia paprasta, kaip ir stulbinanti.
      Be to, kaip inercijos prigimties tyrimo modelis, giroskopas pasirodė esąs patogiausias įrankis. Iš tiesų, laboratorijoje jis lengvai pasiekiamas stebėjimui! Skirtingai nuo, pavyzdžiui, kriauklių srauto. Net jei šį srautą riboja plieninis vamzdis.
      Ar įsivaizduojate, kokį milžinišką žingsnį žengė mokslas?
      .................
      Na taip.
      Ir aš neatstovauju.
      Pagalvokite apie Ambrose.
      Pagalvok.

      Atsakyti

      • „Vienas genijus pasiūlė, kad materialaus kūno inercijos prigimtis yra ne kūno viduje, o erdvėje, supančioje šį kūną.
        Įdomu, kad rašote ne apie macho principą?

        Bet aš kalbu apie savo. Tai, ką aš čia parašiau (2017-09-20 08:05 įrašas), reiškia "erdvinę simetriją". (Neieškokite šio termino internete ta prasme, kaip aš jį vartoju). Įraše buvo kalba apie 4D erdvinės simetrijos atvejį. (Ketvirtoji erdvinė koordinatė nukreipta į išorę iš taško.) Apskritai erdvinės simetrijos kryptys nėra lygios. Ir tai gali būti parodyta naudojant viršūnę (giroskopą) vienai koordinatei. Paimkime skaičių eilutę. Yra skaitinės ašies kryptis teigiama kryptimi. Ir yra neigiama. Taigi – šios kryptys nelygios. Jei judėsime neigiama kryptimi, tai šioje ašyje nesutiksime realių skaičių, lygių šios ašies koordinatės kvadratinei šaknims. Neigiama ašis yra reta. Erdvėje neįmanoma aiškiai atskirti, kur yra teigiama, o kur neigiama. Tačiau galite juos atskirti naudodami viršutinę dalį. Viršutinė dalis, judant kryptimi išilgai viršaus ašies, sudaro varžtą. Dešinė ir kairė. Dešiniojo varžto kryptis bus laikoma teigiama kryptimi, o kairiojo - neigiama. Tokiu atveju galima atskirti teigiamas ir neigiamas kryptis. Taigi, gamtoje vyksta procesai, kurie jaučia skirtumą tarp judėjimo teigiama ir neigiama kryptimis – arba, kitaip tariant, jaučia neigiamos ašies retumą.

        Čia http://old.site/nauchno-populyarnaya_biblioteka/43375 0/Mnogo_vselennykh_iz_nichego komentare prie nuostabaus mokslinės fantastikos rašytojo Pavelo Amnuelio straipsnio „Daug visatų iš nieko“ parašiau požiūrį į motinos judėjimą mūsų visatoje naudojant „erdvinę simetriją“. Šis komentaras yra 2017-09-20 08:05 įrašo tęsinys. Ten tai kaip tik aptariamo straipsnio tema. Norėčiau sužinoti jūsų nuomonę.

        Atsakyti

        • Deja, dar neradau jūsų antrojo komentaro apie straipsnį, pagrįstą Amnueliu. Bet tik nuo 02.09.17 d. Gal aš tiesiog nesu toks deterministas?):
          Buvo paminėtas Planckas (kaip erdvėlaivis ... žmogus ir garlaivis ...)
          Apskritai įdomu. Kai supratau, kad jis tiesiog apskaičiavo savo vardo konstantą, žinomą rezultatą padalydamas iš Reilio formulės, vos neprapliupau iš pykčio. Net bursoje aš taip pat kažką panašaus nuskeldavau. Pasirodo, ne per daug žmonių gali pamatyti formulių ryšį nesivargindami jų tiksliai modeliuoti. ... Kaip kitaip juo tepti ant duonos?
          ):
          Ten buvo įdomi istorija. Žmonės išrado visiškai juodo kūno abstrakciją, kurios gamtoje nėra.
          Taigi imk ir rask!
          Tai kas?
          Ar mokslininkai kosmosą pavadino dangaus tvirtumu?
          - Figuškai! Taip?
          Ir jie tiesiog pridėjo prie jos materijos, minkydami ją energija.
          Na, bet kokiu atveju.

          Net tame straipsnyje siūloma „visatų susidūrimo“ galimybė.
          Tai lengviau.
          -----------
          Dabar pradėsiu nuo antrojo „jeigu“, o pirmasis bus paminėtas vėliau.
          Ar gali?
          Jeigu galime išskirti dvi (kelias, kiek tik nori) visatas, tai kiekviena iš jų turi turėti savybę, kuri fenomenologiškai leidžia tokią atranką.
          Mokslininkai kadaise bandė išvardyti tokius ženklus vadinamojoje „aibių teorijoje“.
          Pasielgsime kiek paprasčiau.- Akivaizdu, kad būtent fenomenologiškai ("susidūrimo" apibūdinimo patogumo požiūriu) kiekvieną visatą galime apibūdinti tiesiog kaip "apvalkalą prieš susidūrimą".
          JEI taip, mūsų protas gali veikti
          KRAUTUVIŲ SUSIDŪRIMAS.
          Ir jei taip nėra, tai protas, leidęs visatoms susidurti, vis dar yra subrendęs, bet nepakankamas.

          JEI susiduria du (keli) apvalkalai, tada...
          o dabar bus pirmas if:
          JEI pradinių ir gautų apvalkalų erdvė yra TRIMATE, tai ypač susidaro plokštuma.
          Pavyzdžiui, ekliptikos plokštuma.
          Tai mums buvo garbė stebėti.
          Visa kita man mažiau svarbu.

          Jau pasirodo, ilgai, ir vis tiek neatsakė į tiesioginį klausimą. Todėl iš anksto atsiprašau.

          Ne, aš turėjau omenyje pagrindinę GR poziciją.
          Pirmą kartą apie Machą ir jo pasaulio centrą sužinojau iš savo tėvo. Dar mokykloje. Beje, pritariu tau. – Einšteino suformuluota idėja „buvo atmosferoje“, daugeliu atžvilgių sukurta būtent Macho kūrinių. Gaila, kad tai neįtraukta į mokyklos programą.

          Atsakyti

    Atsakyti

Atsakyti

Parašykite komentarą