Zračenje crnog tijela i de Broglieva valna duljina

Tijelo koje ima sposobnost apsolutne apsorpcije (apsorbira sva upadna zračenja) zovemo idealno crno tijelo. Zračenje takvog tijela opisuju Stefan-Boltzmanov, Wienov i Planckov zakon. Savršeno crno tijelo ne možemo naći u prirodi, ali užarena tijela zrače prema ovim zakonima ovisno o njihovoj temperaturi.

Wienov zakon

Za svaku je temperaturu svjetlost određene valne duljine najvećeg intenziteta. Točnije za svaku temperaturu tijelo će najvećim intenzitetom zračiti određenu "boju" (valnu duljinu). Umnožak temperature i valne duljine maksimalnog intenziteta je stalan broj koji zovemo Wienova konstanta:

\(b= 2,897 \cdot 10^{-3} \mathrm{Km}\)

Energija zračenja - mobile6971733f600fd4c039e88afaac6561a8a8b3ad93
$ b = \lambda _m T $

Stefan-Boltzmanov zakon

Intenzitet zračenja apsolutno crnog tijela površine \(S\) proporcionalan je četvrtoj potenciji apsolutne temperature \(T\) tog tijela.

Konstanta proporcionalnosti je Stefan-Boltzmannova konstanta i ona iznosi:

\(\sigma = 5,67 \cdot 10^{-10} \mathrm{\frac{W}{m^2K^4}}\)

$ I = \sigma T^4 $

Intenzitet je jednak omjeru snage i površine pa je snaga zračenja crnoga tijela jednaka:

$ P = \sigma S T^4 $

Planckov zakon

Planck je pretpostavio da atomi zrače energiju u obliku "paketića". Te je "paketiće" nazvao kvantima, a energija jednog kvanta dana je izrazom:

$ E = hf $

Energija elektromagnetskog zračenja je proporcionalna frekvenciji, a konstanta proporcionalnosti je Planckova konstanta i ona iznosi:

\( h= 6,626 \cdot 10^{-34} \mathrm{Js} \)

Svjetlost čine čestice koje zovemo fotoni, a energija fotona jednaka je energiji kvanta.

De Broglieva valna duljina

Dokazano je da svjetlost osim valnih ima i čestična svojstva, tj. da elektromagnetsko zračenje dolazi u paketićima energije koje je Einstein nazvao fotonima. Relaciju kojom povezujemo valna svojstva (valnu duljinu) i čestična svojstva (količinu gibanja) svih tvari zovemo de Broglieva relacija i opisujemo izrazom:

$ \lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv} $
PRIPREME ZA MATURU

Složi svoju kombinaciju i uštedi do

140 eura!

ŠTO ČEKAŠ?

Isprobaj potpuno besplatno!

Registracijom dobivaš besplatan*
pristup dijelu lekcija za svaki predmet.

*Besplatan pristup ne zahtijeva unos kartice.
Online pripreme za maturu i instrukcije za srednju školu. Dostupno 24/7.
© 2023, Gradivo.hr