Абсолютно чёрное тело — физическая идеализация, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.

Закон Рэлея — Джинса

Эта формула предполагает квадратичное возрастание спектральной плотности излучения в зависимости от его частоты. На практике такой закон означал бы невозможность термодинамического равновесия междувеществом и излучением, поскольку согласно ему вся тепловая энергия должна была бы перейти в энергию излучения коротковолновой области спектра. Такое гипотетическое явление было названо ультрафиолетовой катастрофой.

Тем не менее закон излучения Рэлея — Джинса справедлив для длинноволновой области спектра и адекватно описывает характер излучения. Объяснить факт такого соответствия можно лишь при использовании квантово-механического подхода, согласно которому излучение происходит дискретно. Исходя из квантовых законов можно получить формулу Планка, которая будет совпадать с формулой Рэлея — Джинса при .

Закон Планка

Интенсивность излучения абсолютно чёрного тела в зависимости от температуры и частоты определяется законом Планка:

где — мощность излучения на единицу площади излучающей поверхности в единичном интервале частот в перпендикулярном направлении на единицу телесного угла (размерность в СИ: Дж·с⁻¹·м⁻²·Гц⁻¹·ср⁻¹).

Эквивалентно,

где — мощность излучения на единицу площади излучающей поверхности в единичном интервале длин волн в перпендикулярном направлении на единицу телесного угла (размерность в СИ: Дж·с⁻¹·м⁻²·м⁻¹·ср⁻¹).

Фото́н (от др.-греч. φῶς,род. пад. φωτός, «свет») —элементарная частица, квантэлектромагнитного излучения(в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать только двигаясь соскоростью света.Электрический заряд фотона также равен нулю. Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1. Этому свойству в классической электродинамикесоответствует круговая правая и левая поляризация электромагнитной волны. Фотону как квантовой частице свойствененкорпускулярно-волновой дуализм, он проявляет одновременно свойства частицы и волны. В физике фотоны обозначаются буквойγ. С точки зренияСтандартной модели фотон является калибровочным бозоном.

Фотоэффе́кт — это испусканиеэлектронов веществом под действиемсвета (и, вообще говоря, любогоэлектромагнитного излучения). В конденсированных веществах(твёрдых и жидких) выделяют внешний и внутренний фотоэффект.

Схема эксперимента по исследованию фотоэффекта. Из света берётся узкий диапазон частот и направляется на катод внутри вакуумного прибора. Напряжением между катодом и анодом устанавливается энергетический порог между ними. По току судят о достижении электронами анода.

где φ — т. н. работа выхода (минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества),  — максимальная кинетическая энергия вылетающего электрона,  — частота падающего фотона с энергией , h — постоянная Планка. Из этой формулы следует существование красной границы фотоэффекта, то есть существование наименьшей частоты ()

«Красная» грани́ца фотоэффе́кта — минимальнаячастота  или максимальнаядлина волны  света, при которой еще возможен внешний фотоэффект, то есть начальная кинетическая энергия фотоэлектронов больше нуля. Частота  зависит только отработы выхода  электрона:

где — работа выхода для конкретного фотокатода, h —постоянная Планка, а с — скорость света . Работа выхода  зависит от материала фотокатода и состояния его поверхности.

Интерференция волн — взаимное увеличение или уменьшение результирующейамплитуды двух или несколькихкогерентных волн, одновременно распространяющихся в пространстве.^[1] Сопровождается чередованием максимумов (пучностей) и минимумов (узлов) интенсивности в пространстве.