120 likes | 442 Views
. وما أوتيتم من العلم إلا قليلاً . جامـعة أم القـرى الكلية الجامعية بمكة المكرمة قسـم الفـيزياء. Umm Al- Qura University University Collage at Makkah Almokrma Physics Department. محاضرات فيزياء حديثة 1 252 فيز . . . تفسير فين للتوزيع الطيفى لإشعاع الجسم الأسود.
E N D
وما أوتيتم من العلم إلا قليلاً جامـعة أم القـرى الكلية الجامعية بمكة المكرمة قسـم الفـيزياء Umm Al-Qura University University Collage at MakkahAlmokrma Physics Department محاضرات فيزياء حديثة1 252 فيز
تفسير فين للتوزيع الطيفى لإشعاع الجسم الأسود بزيادة درجة الحرارة يُزاح الطول الموجى لأقصى كثافة maxإلى اليسار من هذا المنحنى استنتج فين: 1500 K (1) كثافة الطاقة المنبعثة u max حيث a مقدار ثابت 1000 K 500 K 0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 (µm) 1.0 الطول الموجى 3.0 4.0 المحاضرة الخامسةإعداد/ د. أيمن حمزاوى 2.0 5.0
باستخدام قوانين الديناميكا الحرارية اثبت فين: (2) u حيث b مقدار ثابت كثافة الطاقة المنبعثة u حيث u كثافة الطاقة عند الطول الموجى المحاضرة الخامسةإعداد/ د. أيمن حمزاوى
برسم Tكمحور سينى و u/ T5كمحور صادى عند درجات حرارة مختلفة وجد فين: هذا المنحنى يتبع توزيع بولتزمان T= 1646K فتكون العلاقة بين Tو u: u/ T5 T= 1449K T= 1296K و العلاقة بين و u: T المحاضرة الخامسةإعداد/ د. أيمن حمزاوى
بمقارنة المنحنى التجريبى (لامير- برنجشيم) مع منحنى الصيغة النظرية (فين): نجد أن صيغة فين تتفق مع المنحنى فقط عند الأطوال الموجية القصيرة لذا يجب ايجاد صيغة أخرى تتفق مع المنحنى كله كثافة الطاقة المنبعثة u الطول الموجى المحاضرة الخامسةإعداد/ د. أيمن حمزاوى
تمرين : مستخدماً صيغة فين: أوجد كثافة الطاقة u مع الطول الموجى من0.1µmإلى1 µmعند درجة حرارة T=750K علماً بأن: a =0.015 &b =750 المحاضرة الخامسةإعداد/ د. أيمن حمزاوى
تفسير رايلى - جينز للتوزيع الطيفى لإشعاع الجسم الأسود • افترض رايلى أن اشعاع الجسم الأسود ناتج عن حركة متذبذب توافقى لالكترونات الجدران الداخلية لجسم أسود عبارة • عن مكعب طول ضلعه L مما ينتج عنه موجات • كهرومغناطيسية تنتشر فى جميع الاتجاهات L • وافترض أن الجدران عاكسة تماماً نتيجة لذلك فالأمواج التى تحقق شرط : حيثn=1,2,3,….عدد صحيح ستُكون أمواج موقوفة والتى لا تحققه ستعانى تداخل هدام وتتلاشى المحاضرة الخامسةإعداد/ د. أيمن حمزاوى
اعتمد رايلى فى تحليله على أخذ شريحة صغيرة من المنحنى و دراستها ثم تكاملها على كامل المنحنى عند طول موجى بأخذ شريحة عرضها d تحتوى الشريحة على الأطوال الموجية المحصورة بين و +d كثافة الطاقة المنبعثة u d ud وتكون مساحة الشريحة ud + d الطول الموجى المحاضرة الخامسةإعداد/ د. أيمن حمزاوى
كثافة الطاقة للشريحة ud تساوى عدد الأمواج الموقوفة الموجودة بوحدة الحجوم من الشريحة n ()dمضروباً فى متوسط طاقة كل موجة E عدد الأمواج الموقوفة الموجودة بوحدة الحجوم من الشريحة n ()d: متوسط طاقة كل متذبذب (من توزيع بولتزمان):E (صيغة رايلى – جينز) المحاضرة الخامسةإعداد/ د. أيمن حمزاوى
بتكامل ud على كل الأطوال الموجية نحصل على كثافة الطاقة الكلية uT: بمقارنة صيغة رايلى – جينز تتفق مع المنحنى فقط عند الأطوال الموجية الكبيرة رايلى – جينز فين كثافة الطاقة المنبعثة u عُرفت هذه الصيغة باسم كارثة الأشعة فوق البنفسجية الطول الموجى المحاضرة الخامسةإعداد/ د. أيمن حمزاوى
تمرين : مستخدماً صيغة رايلى – جينز : أوجد كثافة الطاقة u مع الطول الموجى من0.1µmإلى1 µmعند درجة حرارة T=750K علماً بأن: k =1.3810-23 المحاضرة الخامسةإعداد/ د. أيمن حمزاوى