Температура с точки зрения теории о фотоне
Температура как характеристика фотона, который находится в состоянии излучения, а не элементарной частицы. Закон смещения Вина в термодинамике. Характеристика температуры как мощности излучения всех квантов испускаемым телом: формулы данных расчетов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.09.2013 |
| Размер файла | 15,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Температура с точки зрения теории о фотоне
Автор
П.В. Трофимов
Новая теория фотона приводит к новому понятию температуры. Напомню, температура это характеристика фотона, который находится в состоянии излучения, а не элементарной частицы. Квант электромагнитного излучения имеет постоянную энергию константу, и не зависит от природы вещества, с которого он испускается. Квантования в этой теории исключено.
В свете новой теории: Температура есть скалярная физическая величина, характеризующая приходящий на один квант среднее значение мощности квантов электромагнитного излучения фотонов макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.
Рассмотрим, как представлено понятие температуры в физике.
«Температумра (от лат. temperatura -- надлежащее смешение, нормальное состояние) -- скалярная физическая величина, характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия».
«... мерилом температуры является не само движение, а хаотичность этого движения. Хаотичность состояния тела определяет его температурное состояние, и эта идея (которая впервые была разработана Больцманом), что определённое температурное состояние тела вовсе не определяется энергией движения, но хаотичностью этого движения, и является тем новым понятием в описании температурных явлений, которым мы должны пользоваться»... П. Л. Капица (из Википедии).
Согласно новой теории фотона: он может находиться только в одном из двух состоянии. В состоянии элементарной частицы в составе вещества и кванта электромагнитного излучения вне вещества. Межатомное и межмолекулярное пространство, а так же и внутреннее пространство атомов и молекул, относятся к вакууму. Энергия фотона в состоянии кванта электромагнитного излучения величина постоянная. Каждый квант электромагнитного излучения обладает определенной мощностью излучения. Мощность излучения всех квантов испускаемым телом характеризует его температуру. А NK - мощность излучения фотона равна EK /t , где t - время испускания фотона или период колебания. Тогда:
NК = EK /t
температура квант фотон излучение
Согласно этой теории, температура эта средняя мощность, приходящая на один фотон, испускаемымтелом.
Среднее значение можно записать и так:
NКС = EKvС
VС -средняя частота электромагнитных колебании.
Из уравнения следует, что отношение средней мощности к средней частоте электромагнитного излучения величина постоянная и равна энергии кванта электромагнитного излучения.
Значит, температура должна выражаться не в Кельвинах, а в единицах измерения мощности Вт (Ваттах).Найти это соотношения можно исходя из экспериментальных данных 90-х годов XIX века.
«К концу 90-х годов XIX века были выполнены тщательные экспериментальные измерения спектрального распределения излучения абсолютно черного тела, которые показали, что при каждом значении температуры T зависимость r(л, T) имеет ярко выраженный максимум (рис. 8.1.2). С увеличением температуры максимум смещается в область коротких длин волн, причем произведение температуры T на длину волны лm, соответствующую максимуму, остается постоянным:
лmT = b или лm = b / T.
Это соотношение ранее было получено Вином из термодинамики. Оно выражает так называемый закон смещения Вина: длина волны лm, на которую приходится максимум энергии излучения абсолютно черного тела, обратно пропорциональна абсолютной температуре T. Значение постоянной Вина
b = 2,898·10-3 м·К.
При практически достижимых в лабораторных условиях температурах максимум излучательной способности r(л, T) лежит в инфракрасной области. Только при T ? 5·103 К максимум попадает в видимую область спектра. Максимум энергии излучения Солнца приходится примерно на 470 нм (зеленая область спектра), что соответствует температуре наружных слоев Солнца около 6200 К (если рассматривать Солнце как абсолютно черное тело)». Википедия.
Если взять за основу экспериментально определенный коэффициент b = 2,898·10-3 м·К. , то можно определить VС среднюю величину частоты электромагнитного излучения, соответствующее определенной температуре. Тогда средняя величина частоты электромагнитных колебании, равно
VС = 103451843167*T.
Далее определяем перевод температуры из единиц Кельвина в единицы Ватт.
N =6,626?068?96(33)*10?34 *103451843167* TилиN = 6,854* 10-20 *T
Для перевода температуры из ватт в Кельвина надо определить чему равен Кельвин в Вт.
Вт =6,854* 10-20К К= 1,459* 1019Вт
Световые волны также бывают разной частоты. Частота - количество волн, которые распространяются в пространстве в любой промежуток времени, обычно за одну секунду. Мы оцениваем частоту света в единицах циклов волн в секунду, или герцах. Частота видимого света, называется цветом, и составляет от 430 триллионов герц (красный цвет), до 750 триллионов герц (фиолетовый цвет). Опять же, полный диапазон частот простирается за пределы видимой части света, с менее чем 3 миллиардов герц (в радио волнах), и более 6*10 19 герц (гамма-лучи).
Вода замерзает при температуре 1872,24 10-20 Вт. Гамма-лучи имеют температуру в Вт 3,97 *10 -14 Вт, что соответствует температуре в Кельвинах 580000 К.
Здесь надо учесть, что постоянная Вина была выведена для максимальной частоты, а мной сохранена по некоторым соображениям на среднее значение. Возможно, придется определение средней величины всего спектра излучения. Или изменить трактовку о температуре. Тогда она будет выглядеть так: Температура есть скалярная физическая величина, характеризующая приходящий на один квант среднее значение от максимальных мощностей квантов электромагнитного излучения фотонов макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.
Дальнейшие теоретические исследования процессов может поставить точку. Однако надо заметить, что определение температуры ведется по максимуму спектра излучения телом. Например, максимум спектра излучения при температуре 36 °C (309 К) лежит на длине волны 9400 нм (в инфракрасной области спектра).
Новая теория о фотоне позволяет иначе взглянуть на процессы, происходящие в микромире: исключить квантования, дуализм и упростить расчеты, предать физическим понятием более здравый смысл.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Экспериментальные закономерности теплового излучения. Спектральная плотность излучения. Поток лучистой энергии. Абсолютно черное тело и Закон Кирхгофа. Экспериментальная зависимость излучательной способности от температуры. Закон смещения или закон Вина.
презентация [1,8 M], добавлен 23.08.2013Количественная характеристика интенсивности теплового излучения. Понятие спектральной поглощательной способности. Законы теплового излучения, используемые для измерения температуры раскаленных тел. Радиационная, цветовая и яркостная температура.
реферат [482,4 K], добавлен 19.04.2013Определение мощности лазерного излучения, подаваемого на образец. Вычисление размеров лазерного пучка на образце. Разработка системы измерения мощности излучения и длительности лазерного импульса, системы измерения температуры в зависимости от времени.
лабораторная работа [503,2 K], добавлен 11.07.2015Характеристики и законы теплового излучения. Спектральная плотность энергетической светимости. Модель абсолютно черного тела. Закон Кирхгофа, Стефана-Больцмана, смещения Вина. Тепловое излучение и люминесценция. Формула Рэлея-Джинса и теория Планка.
презентация [2,3 M], добавлен 14.03.2016Изучение возможных мер по повышению температуры внутренней поверхности ограждения. Определение формулы по расчету сопротивления теплопередаче. Расчетная температура наружного воздуха и теплопередача через ограждение. Координаты "температура-толщина".
контрольная работа [193,1 K], добавлен 24.01.2012Тепловое излучение как излучение телом электромагнитных волн за счет его внутренней энергии. Закон Кирхгофа и закон Стефана–Больцмана, их сущность. Понятие энергетической светимости и поглощательной способности тела. Формулы Рэлея–Джинса и Планка.
презентация [313,1 K], добавлен 29.09.2011Расчет параметров воздействия отраженного или рассеянного лазерного излучения на органы зрения персонала, который обслуживает лазерные установки. Применение лазерного излучения в медицине. Параметры лазерного пучка, преобразованного оптической сиcтемой.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 20.07.2015Основные шкалы измерения температуры. Максимальное и минимальное значение в условиях Земли. Температура среды обитания человека. Температурный фактор на территории Земли. Распределение температуры в различных областях тела в условиях холода и тепла.
доклад [1,0 M], добавлен 18.03.2014Понятие об оптическом волокне. Прохождение светового излучения через границу раздела сред, а также в оптических волокнах, определение окон прозрачности. Стабильность мощности лазерного излучения. Принципы измерения мощности на разных длинах волн.
курсовая работа [832,5 K], добавлен 07.01.2014Порядок и главные правила измерения величин I0 и Iфон с заданной статистической погрешностью. Определение излучения исследуемого радиоактивного изотопа. Направления и перспективы устранения различных систематических погрешностей в данном эксперименте.
лабораторная работа [149,1 K], добавлен 01.12.2014Измерение интенсивности излучения ниобата лития по времени при различных температурах. Основные функции и возможности прибора для нагревания кристаллов, собранного на базе ПИД-регулятора ОВЕН ТРМ101, настройка прибора, инструкция по пользованию им.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 31.05.2014Характеристика особенностей возникновения теплового излучения. Изучение законов теплового излучения черного тела Стефана - Больцмана и Вина. Развитие квантовой теории Эйнштейном. Связь между испускательной и поглощательной способностями черного тела.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.03.2013Магнитные вещества, фазовые переходы второго рода и температура Кюри. Основные методы определения температуры Кюри ферро- и ферримагнетиков по температурной зависимости динамической восприимчивости в слабых полях. Установка для определения точки Кюри.
курсовая работа [103,2 K], добавлен 16.04.20151 квантово-механическая гипотеза Планка о квантованности излучения (поглощения) и вывод формулы для спектральной плотности энергетической светимости черного тела - теоретическое обоснование экспериментально наблюдавшихся законов излучения черного тела.
реферат [71,4 K], добавлен 08.01.2009Поля и излучения низкой частоты. Влияние электромагнитного поля и излучения на живые организмы. Защита от электромагнитных полей и излучений. Поля и излучения высокой частоты. Опасность сотовых телефонов. Исследование излучения видеотерминалов.
реферат [11,9 K], добавлен 28.12.2005Паропроизводительность котла барабанного типа с естественной циркуляцией. Температура и давление перегретого пара. Башенная и полубашенная компоновки котла. Сжигание топлива во взвешенном состоянии. Выбор температуры воздуха и тепловой схемы котла.
курсовая работа [812,2 K], добавлен 16.04.2012Изучение возникновения и применения гамма-излучения. Особенности использования в качестве детекторов в дозиметрических приборах газоразрядных счетчиков, работа которых основана на ионизирующем действии ядерного излучения; их достоинства и недостатки.
курсовая работа [696,4 K], добавлен 24.11.2013Опорные реакции балки. Уравнение равновесия в виде моментов всех сил относительно точек. Как находится проекция силы на ось. Равновесие системы сходящихся сил. Как находится момент силы относительно точки. Направление реакции в подвижном шарнире.
контрольная работа [658,8 K], добавлен 15.04.2015Электромагнитное излучение как распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния) электромагнитного поля, его виды. Применение радиоволн, инфракрасного излучения. Распространение и краткая характеристика электромагнитного излучения.
презентация [2,6 M], добавлен 31.03.2015Оптические свойства аэрозолей. Релеевский закон рассеяния. Взаимодействие электромагнитного излучения с одиночной частицей. Оптические характеристики аэрозолей. Пределы применимости теории Ми. Процессы взаимодействия излучения с аэродисперсными частицами.
реферат [748,7 K], добавлен 06.01.2015
