Mövzu № 27 - Mühazirəçi: f r. e n., dosent Q. Ü. Ağayev Ədəbiyyat: Ağayev Q.Ü., Cəfərov M. B. Fizika kursu. Bakı, 2016

Mövzu № 27
Istilik şüalanması. Şüalanma qanunları
Istilik şüalanması. Mütləq qara cisim.
Kirxhof qanunu.
Mütləq qara cismin şüalanma qanunları:
Stefan-Bolsman qanunu.
Vin qanunu.
Reley-Cins qanunu.
Plank düsturu.
Istilik şüalanması. Mütləq qara cisim.
Elektromaqnit şüalanma maddənin atom və molekullarındakı yüklərin rəqsləri yaradır. Məsələn: atom və molekulların rəqsi və fırlanma hərəkətləri infraqırmızı şüalanbma yaradır; elektronların atom daxilində müəyyən yerdəyişməsi görünən və UB şüalanma yaradır; sərbəst elektronların tormozlanması rentgen şüalanması yaradır və.s.
Cismin şüalanması enerji itgisi ilə müşayət olunur. Uzunmüddətli şüalanmanı təmin etmək üçün enerji itkisinin yerinidoldurmaq lazımdır. Şüalanma müxtəlif enerjilər hesabına ola bilər.təbiətdə ən geniş yayılmış olan közərmiş cisimlərin şüalanmasıdır. Közərmiş cisimlərin şüalanmasına istilik şüalanması deyilir. Istilik şüalanması digər şüalanmalardan fərqli olaraq, müəyyən şərtlər daxilində tarazlıqda olan şüalanmadır. Məsələn: elektromaqnit dalğaları keçirməyən və daxili səthi qaytarıcı (güzgü) olan qapalı bir həcmdə olan müəyyən temperaturlu cismin ş.üalandırdığı elektromaqnit dalğaları qapalı səthin daxili divarlarından qayıdaraq yenidən həmin cismin üzərinə düşəcəkdir və müəyyən zamandan sonra vahid zamanda cismin şüalandırdığı və udduğu enerjinin miqdarı bərabər olacaqdır, yəni cisimlə şüalanma arasında dinamik tarazlıq yaranacaqdır. Tarazlıqlı şüalanma bərk cisim, maye və qazlarda ola bilər.
Istilik şüalanmasının intensivliyi və spektral tərkibi cismin temperaturu, kimyəvi tərkibi və onun aqreqat halından asılıdır. Cisimlərin istilik şüalanması şüaburaxma vəşüaudmaqabiliyyəti kimi iki kəmiyyətlərlə xarakterizə olunur.
Cismin vahid səthindən vahid zamanda və tezliyi intervalında buraxılan şüa enerjisinin miqdarına cismin şüaburaxma qabiliyyəti deyilir:
(1)
Optik şüalanma oblastında elektromaqnit dalğaların enerji seli sadəcə olaraq işıq seli () adlanır. Cisim üzərinə düşən işıq enerjisinin bir hissəsini udur və istilik enerjisinə çüvirir, bir hissəsini əks etdirir və bir hissəsinidə keçirir.
Udulan işıq enerjisinin düşən işıq enerjisinə olan nisbətinə cismin verilmiş tezlik intervalında şüaudma qabiliyyəti deyilir:
Istənilən temperaturda üzərinədüşən bütün uzunluqlu elektromaqnit dalğalarını udan (yəni ixtiyari tezlik və temperaturda =1 olan) cisimlərə mütləq qara cisim deyilir.
Təbiətdə mütləq qara cisim yoxdur, ancaq udma xassəsinə gürə ona yaxın cisimlər vardır. His, qara məxmər və.s cisimlər üçün hesab etmək olar. Bu maddələrin güclü udma qabiliyyəti onların məsaməliliyi ilə izah edilir. Onların üzərinəşüalanma düşdükdə məsamələrdə şoxsaylı əksolmalar baş verir. Hər bir əksolmada müəyyən enerji udulur və nəticədə maddənin qatından çıxan şüalanmanın intensivliyi praktiki olaraq sıfra bərabər olur.
Udma qabiliyyəti bütün tezliklər üçün eyni olb maddənin temperaturu və səthinin vəziyyətindən asılı olan cisimlərə boz cisim deyilir.
1985-ci ildə Vin və Lümmer mütləq qara cismin modelini təklif etmişlər. Ideal əksetdirən içəri divarları olan boşluqda olan deşiyi mütləq qara cisim kimi baxmaq olar. Deşiyin diametri boşluğun 0.1 diametrindən kiçik olmalıdır. Nəticədə praktiki olaraq boşluqdan heç bir şüa şıxmır. Bu səbəbdən işıqlı günəşli havada pəncərədən baxanda otağın işərisi görsənmir (pəncərə qara görsənir) gözün bəbəyi qara görsənir.
Istilik şüalanması probleminin həlli, işığın kvant nəzəriyyəsinin yaranmasında xüsusi rolu olduğuna görə istilik şüalanması qanunlıarına baxmaq məqsədə uyğundur.
Kirxhof qanunu
Prevo qaydasına görə (1809) əgər iki cismin şüaudması müxtəlifdirsə, onların şüaburaxması da müxtəlif olmalıdır. Prevo qaydası keyfiyyətcə təcrübələrlə təsdiq edilmişdir. Müşahidələr göstərir ki, eyni temperaturda şəffaf çubuğun şüalanması rəngli şubuğun şüalanmasından zəif olur.
Prevo qaydasını kəmiyyətcə 1959-cu ildə Kirxhof müəyyən etmişdir. Kirxhof qanununa görə, eyni temperatur və eyni tezlikdə cisimlərin şüaburaxma qabiliyyətinin şüaudma qabiliyyətinə olan nisbəti bütün cisimlər eynidir:
- cismin təbiətindən asılı deyi və Kirxhov funksiyası adlanır.
Kirxhof qanunu mütləq qara cismə tətbiq edək. mütləq qaracismin şüaburaxma qabiliyyətini işarəedək. onda mütləq qara cisim üçün. olduğundan
yəni
Deməli Кirxhof funksiyası mütləq qara cismin şüaburaxma qabiliyyətidir. Indi Kirxhof qanununu belə də yazmaq olar:
Beləliklə - universal kəmiyyətdir (funksiyadır) və onun tezlik və temperaturdan (T) asılılığını müəyyən etmək istilik şüalanması nəzəriyyəsinin əsas məsələlərindədir.
Kirxhof qanunundan çıxan nəticələr:
Hər hansı cismin şüaudma qabiliyyəti olduğundan bütün cisimlərin şüaburaxma qabiliyyəti qara cisminkindən azdır:
Mütləq qaracisim üçün Kirxhof qanunundan belə nəticə çıxır ki, müəyyən temperaturda cisim hansı tezlikdə şüa buraxırsa həmin tezlikli şüaları da uda bilir.
Mütləq qara cisim hansı tezlikli şüaları udmursa, həmin tezlikli şüaları buraxmır:
|