30.Закон Стефана-Больцмана.

Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость мощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры. Формулировка закона:

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:

P = SεσT4,

где ε - степень черноты (для всех веществ ε < 1, для абсолютно черного тела ε = 1). При помощи закона Планка для излучения, постоянную σ можно определить как

Где — постоянная Планка, k — постоянная Больцмана, c — скорость света.

Численное значение Дж·с−1·м−2 · К−4.

Закон открыт независимо Й. Стефаном и Л. Больцманом в предположении пропорциональности плотности энергии излучения его давления p = ρ / 3. В 1880 г. подтверждён Лео Гретцем.

31.Закон смещения Вина.

Закон смещения Вина: длина световой волны _max, соответствующая максимальному значению излучательности, обратно пропорциональна абсолютной температуре: где b = 2,8978 10^-3 мК (постоянная Вина).

33. Квантовая гипотеза и формула Планка.

Гипо́теза Пла́нка — гипотеза, выдвинутая 14 декабря 1900 года Максом Планком и заключающаяся в том, что при тепловом излучении энергия испускается и поглощается не непрерывно, а отдельными квантами (порциями). Каждая такая порция-квант имеет энергию , пропорциональной частоте ν излучения:

где h или — коэффициент пропорциональности, названный впоследствии постоянной Планка. На основе этой гипотезы он предложил теоретический вывод соотношения между температурой тела и испускаемым этим телом излучением — формулу Планка.

– формула Планка для длины волны

– формула Планка для частоты

Позднее гипотеза Планка была подтверждена экспериментально.

Выдвижение этой гипотезы считается моментом рождения квантовой механики.

34. Внешний фотоэффект.

В нешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием электромагнитных излучений. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.

Фотокатод — электрод вакуумного электронного прибора, непосредственно подвергающийся воздействию электромагнитных излучений и эмитирующий электроны под действием этого излучения. Зависимость спектральной чувствительности от частоты или длины волны электромагнитного излучения называют спектральной характеристикой фотокатода.

35.Законы Столетова для фотоэффекта.

1-й: фототок насыщения пропорционален падающему на металл световому потоку.

2-й: кинетическая энергия фотоэлектронов зависит от частоты падающего света и не зависи от интенсивности.

3-й: для каждого вещества существует значение частоты ню0 называемое красной границей фотоэффекта, такое что ню>ню0.

36.Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

В 1905 г. для объяснения явления фотоэффекта Эйнштейн использовал квантовые представления о свете, введенные в 1900 году Планком, и применил их к поглощению света веществом. Монохроматическое световое излучение, падающее на металл, состоит из фотонов-квантов света с энергией . Электроны поверхностного слоя металла получают энергию этих фотонов, причем взаимодействие излучения с веществом состоит из множества ^элементарных взаимодействий, каждое из которых заключается в том, что один электрон целиком поглощает энергию одного фото-на.

Если энергия фотона W равна или превышает работу выхода, то электроны вылетают из металла. При этом часть энергии фотона тратится на совершение работы выхода Ав, а остальная часть переходит в кинетическую энергию фотоэлектрона:

уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Это уравнение представляет соббой закон сохранения энергии в применении к фотоэффекту

На основе квантовых представлений о свете можно объяснить законы фотоэффекта.

Известно, что световой поток , где W - световая энергия, переносимая за время t. Согласно квантовой теории эта энергия переносится фотонами. Следовательно, , где nф - число фотонов, падающих на вещество. Очевидно, что число электронов ne вырванных из вещества, пропорционально числу фотонов, падающих на вещество, т.е.

, а следовательно,

Таким образом, мы объяснили I закон фотоэффекта.

Из уравнения Эйнштейна следует, что

и

Отсюда видно, что максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно зависит от частоты падающего света, а красная граница фотоэффекта - от рода вещества катода (II и III законы фотоэффекта).