خصائص الإشعاع الحراري. الإشعاع الصادر من جسم ساخن الإشعاع الصادر من جسم ساخن

قوانين الإشعاع الحراري. الدفء المشع.

قد يكون هذا خبرا جديدا بالنسبة للبعض، لكن انتقال درجة الحرارة لا يحدث فقط عن طريق التوصيل الحراري من خلال ملامسة جسم لآخر. كل جسم (صلب، سائل، غازي) يصدر منه أشعة حرارية ذات موجة معينة. هذه الأشعة، التي تخرج من جسم واحد، يمتصها جسم آخر وتكتسب الحرارة. وسأحاول أن أشرح لكم كيف يحدث ذلك، وكم الحرارة التي نفقدها مع هذا الإشعاع في المنزل. (أعتقد أن الكثيرين سيكونون مهتمين برؤية هذه الأرقام). في نهاية المقال سوف نقوم بحل مشكلة من مثال حقيقي.

ستحتوي المقالة على صيغ من ثلاثة طوابق وتعبيرات متكاملة لعلماء الرياضيات، لكن لا تخافوا منها، فلا يتعين عليك حتى الخوض في هذه الصيغ. في المشكلة، سأقدم لك صيغًا يمكن حلها دفعة واحدة، ولا تحتاج حتى إلى معرفة الرياضيات العليا، يكفي معرفة الحساب الأولي.

لقد اقتنعت بهذا أكثر من مرة أنه أثناء جلوسي بجوار النار (عادةً ما تكون كبيرة) احترق وجهي بهذه الأشعة. وإذا غطيت النار بكفي ومددت ذراعي، تبين أن وجهي توقف عن الاحتراق. ليس من الصعب تخمين أن هذه الأشعة مستقيمة مثل الضوء. ليس الهواء الذي يدور حول النار، ولا حتى الهواء، هو الذي يحرقني، بل الأشعة الحرارية المباشرة وغير المرئية القادمة من النار.

في الفضاء، عادة ما يكون هناك فراغ بين الكواكب، وبالتالي يتم نقل درجات الحرارة حصرا عن طريق الأشعة الحرارية (جميع الأشعة هي موجات كهرومغناطيسية).

الإشعاع الحراري له نفس طبيعة الضوء والأشعة الكهرومغناطيسية (الأمواج). ببساطة، هذه الموجات (الأشعة) لها أطوال موجية مختلفة.

على سبيل المثال، تسمى الأطوال الموجية في حدود 0.76 - 50 ميكرون بالأشعة تحت الحمراء. تنبعث جميع الأجسام عند درجة حرارة الغرفة + 20 درجة مئوية بشكل رئيسي موجات تحت الحمراء بأطوال موجية تقترب من 10 ميكرون.

أي جسم، ما لم تكن درجة حرارته تختلف عن الصفر المطلق (-273.15 درجة مئوية)، قادر على إرسال الإشعاع إلى الفضاء المحيط به. ولذلك فإن أي جسم يصدر أشعة على الأجسام المحيطة به ويتأثر بدوره بإشعاع هذه الأجسام.

أي أثاث في المنزل (كرسي وطاولة وجدران وحتى أريكة) ينبعث منه أشعة حرارية.

يمكن امتصاص الإشعاع الحراري أو تمريره عبر الجسم، ويمكن أيضًا أن ينعكس ببساطة من الجسم. إن انعكاس الأشعة الحرارية يشبه انعكاس شعاع الضوء من المرآة. إن امتصاص الإشعاع الحراري يشبه كيف يصبح السقف الأسود ساخنًا جدًا بسبب أشعة الشمس. ويشبه اختراق الأشعة أو مرورها كيفية مرور الأشعة عبر الزجاج أو الهواء. النوع الأكثر شيوعا من الإشعاع الكهرومغناطيسي في الطبيعة هو الإشعاع الحراري.

قريب جدًا في خصائصه من الجسم الأسود ما يسمى بالإشعاع المتبقي، أو الخلفية الكونية الميكروية - إشعاع يملأ الكون بدرجة حرارة تبلغ حوالي 3 كلفن.

بشكل عام، في علم الهندسة الحرارية، من أجل شرح عمليات الإشعاع الحراري، من الملائم استخدام مفهوم الجسم الأسود من أجل شرح عمليات الإشعاع الحراري نوعياً. فقط الجسم الأسود هو الذي يمكنه تسهيل العمليات الحسابية بطريقة ما.

كما هو موضح أعلاه، أي جسم قادر على:

الجسم الأسود- وهو الجسم الذي يمتص الطاقة الحرارية بشكل كامل أي أنه لا يعكس الأشعة ولا يمر عبره الإشعاع الحراري. لكن لا تنس أن الجسم الأسود يبعث طاقة حرارية.

ولهذا السبب من السهل جدًا تطبيق الحسابات على هذه الهيئة.

ما الصعوبات التي تنشأ في الحسابات إذا لم يكن الجسم جسمًا أسود؟

الجسم الذي ليس جسمًا أسود له العوامل التالية:

وهذان العاملان يعقدان الحساب كثيرًا لدرجة أن "أمي، لا تقلقي". من الصعب جدًا التفكير بذلك. لكن العلماء لم يشرحوا حقًا كيفية حساب الجسم الرمادي. وبالمناسبة، فإن الجسم الرمادي هو جسد ليس جسمًا أسود.

هناك أيضًا مفهوم: جسم أبيض وجسم شفاف، ولكن المزيد عن ذلك أدناه.

الإشعاع الحراريله ترددات مختلفة (موجات مختلفة)، ويمكن أن يكون لكل جسم على حدة طول موجي مختلف من الإشعاع. بالإضافة إلى ذلك، عندما تتغير درجة الحرارة، يمكن أن يتغير طول الموجة، ويمكن أن تتغير أيضًا شدته (قوة الإشعاع).

كل هذه العوامل ستعقد العملية كثيرًا بحيث يصعب إيجاد صيغة عالمية لحساب فقد الطاقة بسبب الإشعاع. وبالتالي، في الكتب المدرسية وفي أي أدب، يتم استخدام الجسم الأسود لإجراء العمليات الحسابية، ويتم استخدام الأجسام الرمادية الأخرى كجزء من الجسم الأسود. لحساب الجسم الرمادي، يتم استخدام معامل السواد. وترد هذه المعاملات في الكتب المرجعية لبعض المواد.

دعونا نلقي نظرة على الصورة التي تؤكد مدى تعقيد حساب الابتعاثية.

يوضح الشكل كرتين تحتويان على جزيئات من هذه الكرة. الأسهم الحمراء هي الأشعة المنبعثة من الجزيئات.

النظر في الجسم الأسود.

داخل الجسم الأسود، يوجد في الداخل بعض الجزيئات المشار إليها باللون البرتقالي. تنبعث منها أشعة تمتص الجزيئات الأخرى القريبة، والتي يشار إليها باللون الأصفر. لا تستطيع أشعة الجزيئات البرتقالية للجسم الأسود المرور عبر الجزيئات الأخرى. وبالتالي، فإن الجزيئات الخارجية لهذه الكرة فقط هي التي تنبعث منها أشعة على كامل مساحة الكرة. لذلك، من السهل حساب حساب الجسم الأسود. ومن المقبول عمومًا أيضًا أن الجسم الأسود يصدر نطاقًا كاملاً من الموجات. أي أنه يصدر جميع الموجات المتاحة ذات الأطوال المختلفة. يمكن للجسم الرمادي أن يصدر جزءًا من الطيف الموجي، فقط بطول موجي معين.

النظر في الجسم الرمادي.

داخل الجسم الرمادي، تبعث الجزيئات الموجودة بداخله بعض الأشعة التي تمر عبر الجزيئات الأخرى. وهذا هو السبب الوحيد الذي يجعل الحساب أكثر تعقيدًا.

الإشعاع الحراري- هذا هو الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي ينشأ نتيجة تحويل طاقة الحركة الحرارية لجزيئات الجسم إلى طاقة إشعاعية. إن الطبيعة الحرارية لإثارة الباعثات الأولية (الذرات والجزيئات وما إلى ذلك) هي التي تقارن الإشعاع الحراري مع جميع أنواع التألق الأخرى وتحدد خاصيته المحددة لتعتمد فقط على درجة الحرارة والخصائص البصرية للجسم الباعث.

تظهر التجربة أن الإشعاع الحراري يتم ملاحظته في جميع الأجسام عند أي درجة حرارة غير 0 كلفن. وبطبيعة الحال، تعتمد شدة الإشعاع وطبيعته على درجة حرارة الجسم المنبعث منه. على سبيل المثال، جميع الأجسام التي تبلغ درجة حرارة الغرفة +20 درجة مئوية تنبعث بشكل رئيسي من موجات الأشعة تحت الحمراء بأطوال موجية تقترب من 10 ميكرون، وتبعث الشمس طاقة يبلغ الحد الأقصى لها 0.5 ميكرون، وهو ما يتوافق مع النطاق المرئي. عند T → 0 K، لا تنبعث الأجسام عمليا.

يؤدي الإشعاع الحراري إلى انخفاض في الطاقة الداخلية للجسم، وبالتالي، إلى انخفاض في درجة حرارة الجسم، إلى التبريد. يطلق الجسم الساخن طاقة داخلية بسبب الإشعاع الحراري ويبرد إلى درجة حرارة الأجسام المحيطة. وفي المقابل، من خلال امتصاص الإشعاع، يمكن للأجسام الباردة أن تسخن. تسمى هذه العمليات، التي يمكن أن تحدث أيضًا في الفراغ، بالإشعاع.

جسم أسود نقي- تجريد فيزيائي يستخدم في الديناميكا الحرارية، وهو الجسم الذي يمتص كل الإشعاعات الكهرومغناطيسية الساقطة عليه في جميع مدياته ولا يعكس أي شيء. على الرغم من الاسم، يمكن للجسم الأسود بالكامل أن ينبعث من نفسه إشعاع كهرومغناطيسي من أي تردد ويكون له لون بصريًا. يتم تحديد الطيف الإشعاعي لجسم أسود بالكامل فقط من خلال درجة حرارته.

طاولة:

(نطاق درجات الحرارة بالكلفن ولونها)

ما يصل إلى 1000 الأحمر

1000-1500 برتقالي

1500-2000 أصفر

2000-4000 أصفر شاحب

4000-5500 أبيض مصفر

5500-7000 أبيض نقي

7000-9000 أبيض مزرق

9000-15000 أبيض-أزرق

15000-∞ أزرق

بالمناسبة، بناءً على الطول الموجي (اللون)، حددنا درجة حرارة الشمس، وهي حوالي 6000 كلفن. عادة ما يتوهج الفحم باللون الأحمر. هل يذكرك هذا بأي شيء؟ يمكنك تحديد درجة الحرارة حسب اللون. أي أن هناك أجهزة تقيس الطول الموجي وبالتالي تحدد درجة حرارة المادة.

تمتص المواد الحقيقية الأكثر سوادًا، على سبيل المثال، السخام، ما يصل إلى 99٪ من الإشعاع الساقط (أي لها بياض قدره 0.01) في نطاق الطول الموجي المرئي، لكنها تمتص الأشعة تحت الحمراء بشكل أقل بكثير. يتم تفسير اللون الأسود العميق لبعض المواد (الفحم، المخمل الأسود) وبؤبؤ العين البشرية بنفس الآلية. ومن بين أجسام المجموعة الشمسية، تتمتع الشمس بخصائص الجسم الأسود بالكامل إلى أقصى حد. بحكم التعريف، لا تعكس الشمس أي إشعاع تقريبًا. وقد صاغ هذا المصطلح غوستاف كيرشوف في عام 1862.

وفقا للتصنيف الطيفي، تنتمي الشمس إلى النوع G2V ("القزم الأصفر"). تصل درجة حرارة سطح الشمس إلى 6000 كلفن، فتشرق الشمس بضوء أبيض تقريباً، ولكن بسبب امتصاص الغلاف الجوي للأرض بالقرب من سطح كوكبنا جزءاً من الطيف، يكتسب هذا الضوء صبغة صفراء.

الأجسام السوداء تمامًا تمتص 100% وفي نفس الوقت تسخن، والعكس صحيح! جسم ساخن - يشع بنسبة 100%، هذا يعني أن هناك نمطًا صارمًا (صيغة إشعاع الجسم الأسود) بين درجة حرارة الشمس - وطيفها - حيث إن كلا من الطيف ودرجة الحرارة قد تم تحديدهما بالفعل - نعم، الشمس لديها لا انحرافات عن هذه المعلمات!

يوجد في علم الفلك مثل هذا المخطط - "الطيف - اللمعان"، وبالتالي تنتمي شمسنا إلى "التسلسل الرئيسي" للنجوم، والذي تنتمي إليه معظم النجوم الأخرى، أي أن جميع النجوم تقريبًا هي "أجسام سوداء تمامًا"، غريبة مثل قد يبدو... استثناءات - الأقزام البيضاء، العمالقة الحمراء والمستعرات، المستعرات الأعظم...

هذا شخص لم يدرس الفيزياء في المدرسة.

يمتص الجسم الأسود بالكامل كل الإشعاعات وينبعث منها أكثر من جميع الأجسام الأخرى (كلما امتص الجسم أكثر، زادت حرارته؛ وكلما زادت حرارته، زاد انبعاثه).

دعونا نحصل على سطحين - رمادي (مع معامل سواد 0.5) وأسود تمامًا (مع معامل سواد 1).

معامل الانبعاث هو معامل الامتصاص.

والآن، من خلال توجيه نفس تدفق الفوتونات، مثلًا 100، على هذه الأسطح.

سوف يمتص السطح الرمادي 50 منها، بينما يمتص السطح الأسود الـ 100 كلها.

أي سطح يبعث المزيد من الضوء - حيث يوجد 50 فوتونًا أو 100 فوتونًا؟

كان بلانك أول من قام بحساب إشعاع الجسم الأسود بشكل صحيح.

يطيع الإشعاع الشمسي تقريبًا صيغة بلانك.

فلنبدأ بدراسة النظرية..

يشير الإشعاع إلى انبعاث وانتشار الموجات الكهرومغناطيسية من أي نوع. اعتمادًا على الطول الموجي، هناك: الأشعة السينية، والأشعة فوق البنفسجية، والأشعة تحت الحمراء، والإشعاع الضوئي (المرئي)، وموجات الراديو.

الأشعة السينية- الموجات الكهرومغناطيسية، التي تقع طاقة فوتوناتها على مقياس الموجات الكهرومغناطيسية بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة جاما، والتي تتوافق مع أطوال موجية من 10−2 إلى 103 أنجستروم. 10 أنجستروم = 1 نانومتر. (0.001-100 نانومتر)

الأشعة فوق البنفسجية(الأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية) - الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يشغل النطاق بين الحدود البنفسجية للإشعاع المرئي والأشعة السينية (10 - 380 نانومتر).

الأشعة تحت الحمراء- الإشعاع الكهرومغناطيسي، الذي يشغل المنطقة الطيفية بين الطرف الأحمر للضوء المرئي (بطول موجة 0 = 0.74 ميكرومتر) وإشعاع الموجات الدقيقة (1-2 ~ مم).

الآن ينقسم النطاق الكامل للأشعة تحت الحمراء إلى ثلاثة مكونات:

منطقة الطول الموجي القصير: α = 0.74-2.5 ميكرومتر؛

منطقة منتصف الموجة: 2.5 = 2.5-50 ميكرومتر؛

منطقة الطول الموجي الطويل: 50-2000 ميكرومتر؛

الإشعاع المرئي- الموجات الكهرومغناطيسية التي تدركها العين البشرية. تعتمد حساسية العين البشرية للإشعاع الكهرومغناطيسي على الطول الموجي (التردد) للإشعاع، مع أقصى حساسية تحدث عند 555 نانومتر (540 تيراهيرتز)، في الجزء الأخضر من الطيف. وبما أن الحساسية تتناقص تدريجيا إلى الصفر مع الابتعاد عن النقطة القصوى، فمن المستحيل الإشارة إلى الحدود الدقيقة للمدى الطيفي للإشعاع المرئي. عادة، يتم اعتبار المنطقة 380-400 نانومتر (750-790 هرتز) كحدود للموجة القصيرة، و760-780 نانومتر (385-395 هرتز) كحدود للموجة الطويلة. يُطلق على الإشعاع الكهرومغناطيسي بهذه الأطوال الموجية أيضًا اسم الضوء المرئي، أو ببساطة الضوء (بالمعنى الضيق للكلمة).

الانبعاثات الراديوية(موجات الراديو، الترددات الراديوية) - الإشعاع الكهرومغناطيسي بأطوال موجية تتراوح من 510−5-1010 متر وترددات، على التوالي، من 61012 هرتز وحتى عدة هرتز. تستخدم موجات الراديو لنقل البيانات في شبكات الراديو.

الإشعاع الحراريهي عملية انتشار الطاقة الداخلية لجسم مشع في الفضاء بواسطة الموجات الكهرومغناطيسية. العوامل المسببة لهذه الموجات هي جزيئات المادة التي تتكون منها المادة. لا يتطلب انتشار الموجات الكهرومغناطيسية وسطًا ماديًا، فهي تنتشر في الفراغ بسرعة الضوء وتتميز بطول موجة α أو تردد تذبذب ν. عند درجات حرارة تصل إلى 1500 درجة مئوية، يتوافق الجزء الرئيسي من الطاقة مع الأشعة تحت الحمراء والإشعاع الضوئي جزئيًا (0.7=0.7÷50 ميكرومتر).

وتجدر الإشارة إلى أن الطاقة الإشعاعية لا تنبعث بشكل مستمر، بل على شكل أجزاء معينة - الكميات. حاملات هذه الأجزاء من الطاقة هي جسيمات أولية من الإشعاع - الفوتونات، التي لها طاقة وكمية حركة وكتلة كهرومغناطيسية. عندما تصل الطاقة الإشعاعية إلى أجسام أخرى، فإنها تمتصها جزئيًا، وتنعكس جزئيًا، وتمر جزئيًا عبر الجسم. وتسمى عملية تحويل الطاقة الإشعاعية إلى طاقة داخلية للجسم الممتص بالامتصاص. تنبعث معظم المواد الصلبة والسوائل طاقة من جميع الأطوال الموجية في النطاق من 0 إلى ∞، أي أن لها طيف انبعاث مستمر. تنبعث الغازات من الطاقة فقط في نطاقات معينة من الطول الموجي (طيف الانبعاث الانتقائي). تنبعث المواد الصلبة وتمتص الطاقة من خلال سطحها، والغازات من خلال حجمها.

تسمى الطاقة المنبعثة لكل وحدة زمنية في نطاق ضيق من الأطوال الموجية (من  إلى +d) بتدفق الإشعاع أحادي اللون Q－. يسمى التدفق الإشعاعي المقابل للطيف بأكمله في النطاق من 0 إلى ∞ بالتدفق الإشعاعي المتكامل أو الكلي Q(W). يُطلق على التدفق الإشعاعي المتكامل المنبعث من سطح وحدة الجسم في جميع اتجاهات الفضاء نصف الكروي كثافة الإشعاع المتكاملة (W/m2).

لفهم هذه الصيغة، تأمل الصورة.

لم يكن من قبيل الصدفة أن أصور نسختين من الجسد. الصيغة صالحة فقط لجسم مربع الشكل. حيث أن منطقة الإشعاع يجب أن تكون مسطحة. شريطة أن ينبعث فقط سطح الجسم. الجسيمات الداخلية لا تنبعث منها.

بمعرفة الكثافة الإشعاعية للمادة، يمكنك حساب مقدار الطاقة التي يتم إنفاقها على الإشعاع:

ومن الضروري أن نفهم أن الأشعة المنبعثة من المستوى لها شدة إشعاع مختلفة بالنسبة إلى المستوى الطبيعي للمستوى.

قانون لامبرت. تنتشر الطاقة الإشعاعية المنبعثة من الجسم في الفضاء في اتجاهات مختلفة وكثافات مختلفة. القانون الذي يحدد اعتماد شدة الإشعاع على الاتجاه يسمى قانون لامبرت.

قانون لامبرتيثبت أن كمية الطاقة الإشعاعية المنبعثة من عنصر سطحي في اتجاه عنصر آخر تتناسب مع حاصل ضرب كمية الطاقة المنبعثة على طول العمود الفقري في مقدار الزاوية المكانية الناتجة عن اتجاه الإشعاع مع العمود الفقري

انظر الصورة.

ويمكن إيجاد شدة كل شعاع باستخدام الدالة المثلثية:

أي أنه نوع من معامل الزاوية ويخضع بدقة لعلم المثلثات للزاوية. المعامل يعمل فقط للجسم الأسود. لأن الجزيئات القريبة سوف تمتص الأشعة الجانبية. بالنسبة للجسم الرمادي، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار عدد الأشعة التي تمر عبر الجزيئات. وينبغي أيضا أن تؤخذ في الاعتبار انعكاس الأشعة.

وبالتالي، تنبعث أكبر كمية من الطاقة الإشعاعية في اتجاه عمودي على سطح الإشعاع. قانون لامبرت صالح تمامًا لجسم أسود تمامًا وللأجسام ذات الإشعاع المنتشر عند درجة حرارة 0 - 60 درجة مئوية. لا ينطبق قانون لامبرت على الأسطح المصقولة. بالنسبة لهم، سيكون انبعاث الإشعاع بزاوية أكبر منه في الاتجاه الطبيعي على السطح.

أدناه سننظر بالتأكيد في صيغ أكثر ضخامة لحساب كمية الحرارة التي يفقدها الجسم. لكن في الوقت الحالي من الضروري أن نتعلم شيئًا إضافيًا عن النظرية.

قليلا عن التعاريف.ستكون التعريفات مفيدة للتعبير عن نفسك بشكل صحيح.

لاحظ أن معظم المواد الصلبة والسوائل لها طيف إشعاعي مستمر (مستمر). وهذا يعني أن لديهم القدرة على إصدار أشعة من جميع الأطوال الموجية.

حتى الطاولة العادية في الغرفة، مثل الجسم الصلب، يمكن أن تنبعث منها الأشعة السينية أو الأشعة فوق البنفسجية، لكن شدتها منخفضة جدًا لدرجة أننا لا نلاحظها فحسب، بل يمكن أن تقترب قيمتها بالنسبة إلى الموجات الأخرى من الصفر.

التدفق الإشعاعي (أو التدفق الإشعاعي) هو نسبة الطاقة الإشعاعية إلى زمن الإشعاع، W:

حيث Q هي طاقة الإشعاع، J؛ ر - الوقت، ق.

إذا حدث تدفق إشعاعي ينبعث من سطح عشوائي في جميع الاتجاهات (أي داخل نصف الكرة الأرضية ذي نصف قطر عشوائي) في نطاق ضيق من الأطوال الموجية من lect إلى lect+Δlect، فإنه يطلق عليه تدفق إشعاع أحادي اللون

يُطلق على إجمالي الإشعاع الصادر من سطح الجسم عبر جميع الأطوال الموجية للطيف اسم التدفق الإشعاعي المتكامل أو الكلي Ф

يسمى التدفق التكاملي المنبعث من سطح الوحدة كثافة التدفق السطحي للإشعاع أو الانبعاثية المتكاملة، W/m2،

يمكن أيضًا استخدام الصيغة للإشعاع أحادي اللون. إذا سقط إشعاع حراري أحادي اللون على سطح جسم ما، فإنه في الحالة العامة، سيتم امتصاص جزء يساوي B π من هذا الإشعاع من قبل الجسم، أي. سيتم تحويلها إلى شكل آخر من أشكال الطاقة نتيجة للتفاعل مع المادة، وسوف ينعكس الجزء F π، والجزء D α سوف يمر عبر الجسم. فإذا افترضنا أن سقوط الإشعاع على الجسم يساوي الوحدة، إذن

ب lect +F lect +D lect=1

حيث B lect و F lect و D lect هي معاملات الامتصاص والانعكاس، على التوالي

وانتقال الجسم.

عندما تكون قيم B، F، D ضمن الطيف ثابتة، أي. لا تعتمد على الطول الموجي، ليست هناك حاجة للمؤشرات. في هذه الحالة

إذا كانت B = 1 (F = D = 0)، فإن الجسم الذي يمتص كل الإشعاع الساقط عليه بالكامل، بغض النظر عن الطول الموجي واتجاه السقوط وحالة استقطاب الإشعاع، يسمى جسمًا أسود أو باعثًا كاملاً.

إذا كانت F=1 (B=D=0)، فإن الإشعاع الساقط على الجسم ينعكس بالكامل. وفي الحالة التي يكون فيها سطح الجسم خشناً تنعكس الأشعة متفرقة (الانعكاس المنتشر)، ويسمى الجسم باللون الأبيض، وعندما يكون سطح الجسم أملساً ويتبع الانعكاس قوانين البصريات الهندسية، فإن الجسم (السطح) يسمى مرآة. في الحالة التي يكون فيها D = 1 (B = F = 0)، يكون الجسم نافذًا للأشعة الحرارية (ثنائية الحرارة).

المواد الصلبة والسوائل غير شفافة عمليا للأشعة الحرارية (D = 0)، أي. حراري. لمثل هذه الهيئات

لا توجد في الطبيعة أجسام سوداء تمامًا، وكذلك أجسام شفافة أو بيضاء. ويجب اعتبار مثل هذه الهيئات بمثابة تجريدات علمية. ولكن مع ذلك، يمكن أن تكون بعض الأجسام الحقيقية قريبة جدًا في خصائصها من هذه الأجسام المثالية.

وتجدر الإشارة إلى أن بعض الأجسام لها خصائص معينة بالنسبة للأشعة ذات طول موجي معين، وخواص مختلفة بالنسبة للأشعة ذات الطول المختلف. على سبيل المثال، قد يكون الجسم شفافًا للأشعة تحت الحمراء ومعتمًا للأشعة المرئية (الضوء). يمكن أن يكون سطح الجسم أملسًا بالنسبة لأشعة ذات طول موجي معين، وخشنًا بالنسبة لأشعة ذات طول موجي آخر.

الغازات، وخاصة تلك التي تقع تحت ضغط منخفض، على عكس المواد الصلبة والسوائل، تنبعث منها طيف خطي. وبالتالي فإن الغازات تمتص وتصدر أشعة ذات طول موجي معين فقط، لكنها لا تستطيع أن تبعث أو تمتص أشعة أخرى. في هذه الحالة، يتحدثون عن الامتصاص والانبعاث الانتقائي.

في نظرية الإشعاع الحراري، تلعب كمية تسمى كثافة التدفق الطيفي للإشعاع، أو الابتعاثية الطيفية، دورًا مهمًا، وهي نسبة كثافة التدفق الإشعاعي المنبعث في فترة طول موجية متناهية الصغر من  إلى +Δ لحجم الفاصل الزمني للطول الموجي Δα, W/ m 2,

حيث E هي الكثافة السطحية للتدفق الإشعاعي، W/m2.

الآن أتمنى أن تفهم أن عملية الحساب أصبحت صعبة للغاية. وما زال علينا أن نعمل ونعمل في هذا الاتجاه. يجب اختبار كل مادة في درجات حرارة مختلفة. ولكن لسبب ما لا توجد بيانات عمليا عن المواد. أو بالأحرى لم أجد كتابًا مرجعيًا تجريبيًا للمواد.

لماذا لا يوجد دليل لمثل هذه المواد؟لأن الإشعاع الحراري صغير جداً، وأعتقد أنه من غير المرجح أن يتجاوز 10% في ظروف معيشتنا. لذلك، لا يتم تضمينها في الحساب. عندما نطير إلى الفضاء كثيرًا، ستظهر جميع الحسابات. أو بالأحرى، قام رواد الفضاء لدينا بتجميع بيانات حول المواد، لكنها ليست متاحة مجانًا بعد.

قانون امتصاص الطاقة الإشعاعية

كل جسم قادر على امتصاص جزء من الطاقة المشعة، المزيد عن هذا أدناه.

إذا سقط تدفق مشع على أي جسم بسمك l (انظر الشكل)، فإنه في الحالة العامة يتناقص أثناء مروره عبر الجسم. من المفترض أن التغير النسبي في التدفق الإشعاعي على طول المسار Δl يتناسب طرديًا مع مسار التدفق:

ويسمى معامل التناسب ب مؤشر الامتصاص، والذي يعتمد بشكل عام على الخصائص الفيزيائية للجسم والطول الموجي.

بالتكامل على المدى من l إلى 0 وأخذ الثابت b نحصل عليه

دعونا نقيم علاقة بين معامل الامتصاص الطيفي للجسم B ε ومعامل الامتصاص الطيفي للمادة b lect.

من تعريف معامل الامتصاص الطيفي B π لدينا

وبعد استبدال القيم في هذه المعادلة نحصل على العلاقة بين معامل الامتصاص الطيفي B π ومؤشر الامتصاص الطيفي B π.

معامل الامتصاص B π يساوي صفر عند l 1 = 0 و b lect = 0. بالنسبة لقيمة كبيرة لـ bα، تكون قيمة صغيرة جدًا لـ l كافية، ولكنها لا تزال غير مساوية للصفر، بحيث تكون قيمة B lect هو أقرب ما يكون إلى الوحدة كما يريد. وفي هذه الحالة يمكننا القول أن الامتصاص يحدث في طبقة سطحية رقيقة من المادة. فقط في هذا الفهم يمكن الحديث عن الامتصاص السطحي. بالنسبة لمعظم المواد الصلبة، وبسبب القيمة الكبيرة لمعامل الامتصاص b α، يحدث "الامتصاص السطحي" بالمعنى المشار إليه، وبالتالي فإن معامل الامتصاص يتأثر بشكل كبير بحالة سطحه.

الأجسام، على الرغم من أن معامل امتصاصها منخفض، مثل الغازات، يمكن أن يكون لها معامل امتصاص كبير، إذا كانت سميكة بدرجة كافية، أي. تصبح معتمة للأشعة ذات الطول الموجي المحدد.

إذا كانت b lect = 0 للفاصل الزمني Δ lect، وبالنسبة للأطوال الموجية الأخرى b lect لا تساوي الصفر، فإن الجسم سوف يمتص الإشعاع الساقط لأطوال موجية معينة فقط. في هذه الحالة، كما ذكرنا أعلاه، نتحدث عن معامل الامتصاص الانتقائي.

دعونا نؤكد على الفرق الأساسي بين معامل الامتصاص للمادة b lect ومعامل الامتصاص B lect للجسم. الأول يصف الخصائص الفيزيائية للمادة فيما يتعلق بأشعة ذات طول موجي معين. لا تعتمد قيمة B lect على الخواص الفيزيائية للمادة التي يتكون منها الجسم فحسب، بل تعتمد أيضًا على شكل وحجم وحالة سطح الجسم.

قوانين إشعاع الطاقة المشعة

من الناحية النظرية، وضع ماكس بلانك، استنادًا إلى النظرية الكهرومغناطيسية، قانونًا (يسمى قانون بلانك) يعبر عن اعتماد الابتعاثية الطيفية لجسم أسود E 0lect على الطول الموجي lect ودرجة الحرارة T.

حيث E 0lect (α,T) هي انبعاثية الجسم الأسود، W/m 2 ؛ T - درجة الحرارة الديناميكية الحرارية، K؛ ج 1 و ج 2 - ثوابت؛ C 1 =2πhc 2 =(3.74150±0.0003) 10-16 وات م2؛ ج 2 =hc/k=(1.438790±0.00019) 10 -2; m K (هنا h=(6.626176±0.000036) 10 -34 J s هو ثابت بلانك؛ c=(299792458±1.2) m/s هي سرعة انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء الحر: k هو ثابت بولتزمان.)

من قانون بلانك، يترتب على ذلك أن الابتعاثية الطيفية يمكن أن تكون صفرًا عند درجة حرارة ديناميكية حرارية تساوي الصفر (T=0)، أو عند الطول الموجي lect = 0 و lect→∞ (عند T≠0).

وبالتالي، فإن الجسم الأسود يصدر عند أي درجة حرارة أعلى من 0 كلفن (T > 0) أشعة من جميع الأطوال الموجية، أي. لديه طيف انبعاث مستمر (مستمر).

من الصيغة أعلاه يمكننا الحصول على تعبير محسوب لانبعاثية الجسم الأسود:

التكامل ضمن نطاق التغييرات في 0 من 0 إلى ∞ نحصل عليه

نتيجة لتوسيع التكامل إلى سلسلة وتكامله، نحصل على تعبير محسوب لانبعاث الجسم الأسود، يسمى قانون ستيفان-بولتزمان:

حيث E 0 هي انبعاثية الجسم الأسود، W/m 2 ؛

σ - ثابت ستيفان بولتزمان، W/(m 2 K 4)؛

σ = (5.67032 ± 0.00071) 10 -8 ؛

T - درجة الحرارة الديناميكية الحرارية، K.

غالبًا ما تتم كتابة الصيغة بشكل أكثر ملاءمة للحساب:

سوف نستخدم هذه الصيغة لإجراء العمليات الحسابية. لكن هذه ليست الصيغة النهائية. ينطبق فقط على الأجسام السوداء. سيتم وصف كيفية استخدامه للأجسام الرمادية أدناه.

حيث E 0 هي انبعاثية الجسم الأسود؛ ج0 = 5.67 و/(م2ك4).

تمت صياغة قانون ستيفان-بولتزمان على النحو التالي: انبعاثية الجسم الأسود تتناسب طرديًا مع درجة حرارته الديناميكية الحرارية إلى القوة الرابعة.

التوزيع الطيفي لإشعاع الجسم الأسود عند درجات حرارة مختلفة

LA - الطول الموجي من 0 إلى 10 ميكرومتر (0-10000 نانومتر)

E 0lect - ينبغي أن يفهم على النحو التالي: كما لو أن هناك كمية معينة من الطاقة (W) في حجم (م3) من الجسم الأسود. وهذا لا يعني أنها تبعث هذه الطاقة فقط من جزيئاتها الخارجية. ببساطة، إذا قمنا بجمع كل جزيئات الجسم الأسود في حجم وقياس انبعاثية كل جسيم في جميع الاتجاهات وجمعها كلها، فسنحصل على الطاقة الإجمالية في الحجم، وهو ما هو مبين في الرسم البياني.

كما يتبين من موقع متساوي الحرارة، فإن كل واحد منهم لديه حد أقصى، وكلما ارتفعت درجة الحرارة الديناميكية الحرارية، زادت قيمة E0π المقابلة للحد الأقصى، وتنتقل النقطة القصوى نفسها إلى منطقة الموجات الأقصر. يُعرف تحول الحد الأقصى للانبعاثية الطيفية E0lectmax إلى منطقة الموجات الأقصر باسم

قانون النزوح في فيينا، والذي بموجبه

T ẫ max = 2.88 10 -3 m K = const و ẫ max = 2.88 10 -3 / T,

حيث  max هو الطول الموجي المقابل للقيمة القصوى للانبعاث الطيفي E 0max.

لذلك، على سبيل المثال، عند T = 6000 K (درجة الحرارة التقريبية لسطح الشمس)، يقع الحد الأقصى E 0lect في منطقة الإشعاع المرئي، حيث يقع حوالي 50٪ من الانبعاثية الشمسية.

المنطقة الأولية تحت الأيسوثرم، المظللة على الرسم البياني، تساوي E 0lect Δκ. ومن الواضح أن مجموع هذه المناطق، أي. يمثل التكامل انبعاثية الجسم الأسود E 0 . ولذلك، فإن المنطقة الواقعة بين الأيسوثرم والمحور السيني تمثل انبعاثية الجسم الأسود على المقياس التقليدي للمخطط. عند القيم المنخفضة لدرجة الحرارة الديناميكية الحرارية، تمر متساوي الحرارة على مقربة من محور الإحداثي، وتصبح المنطقة المشار إليها صغيرة جدًا بحيث يمكن اعتبارها مساوية للصفر عمليًا.

تلعب مفاهيم ما يسمى بالأجسام الرمادية والإشعاع الرمادي دورًا كبيرًا في التكنولوجيا. غراي هو باعث حراري غير انتقائي قادر على بث طيف مستمر، مع ابتعاثية طيفية E α للموجات من جميع الأطوال وفي جميع درجات الحرارة، مما يشكل جزءًا ثابتًا من الابتعاثية الطيفية لجسم أسود E 0lecti.

ويسمى الثابت ε بمعامل الانبعاث للباعث الحراري. بالنسبة للأجسام الرمادية، معامل الانبعاثية ε

يُظهر الرسم البياني بشكل تخطيطي منحنيات توزيع الطول الموجي للانبعاثية الطيفية لجسم أسود E lect (ε = 1) والانبعاثية الطيفية لجسم رمادي E lect بنفس درجة حرارة الجسم الأسود (عند ε = 0.5 و ε = 0.25 ). انبعاثية الجسم الرمادي

عمل

تسمى انبعاثية الجسم الرمادي.

وترد قيم الابتعاثية التي تم الحصول عليها من التجربة في الأدبيات المرجعية.

يمكن الخلط بين معظم الأجسام المستخدمة في التكنولوجيا والأجسام الرمادية، ويعتبر إشعاعها إشعاعًا رماديًا. وتظهر الدراسات الأكثر دقة أن هذا ممكن فقط كتقدير أولي، ولكنه يكفي لأغراض عملية. عادة ما يؤخذ الانحراف عن قانون ستيفان-بولتزمان للأجسام الرمادية في الاعتبار من خلال أخذ الانبعاثية C تعتمد على درجة الحرارة. وفي هذا الصدد تشير الجداول إلى المدى الحراري الذي تم تحديد قيمة الانبعاثية C له تجريبياً.

فيما يلي، لتبسيط الاستنتاجات، سنفترض أن انبعاثية الجسم الرمادي لا تعتمد على درجة الحرارة.

معاملات الانبعاثية لبعض المواد

(المادة / درجة الحرارة بالدرجة المئوية / القيمة E)

الألومنيوم المؤكسد / 200-600 / 0.11 -0.19

الألومنيوم المصقول / 225-575 / 0.039-0.057

طوب احمر / 20 / 0.93

الطوب المضاد للحريق / - / 0.8-0.9

النحاس المؤكسد / 200-600 / 0.57-0.87

الرصاص المؤكسد / 200 / 0.63

الفولاذ المصقول / 940-1100 / 0.55-0.61

حديد الزهر المخروط / 830-910 / 0.6-0.7

الحديد الزهر المؤكسد / 200-600 / 0.64-0.78

ألومنيوم مصقول / 50-500 / 0.04-0.06

برونزية / 50 / 0.1

صاج مجلفن لامع / 30 / 0.23

قصدير ابيض قديم / 20 / 0.28

ذهب مصقول / 200 - 600 / 0.02-0.03

نحاس مطفي / 20-350 / 0.22

نحاس مصقول / 50-100 / 0.02

النيكل المصقول / 200-400 / 0.07-0.09

قصدير لامع / 20-50 / 0.04-0.06

فضة مصقولة / 200-600 / 0.02-0.03

صفائح الفولاذ المدرفلة / 50 / 0.56

الفولاذ المؤكسد / 200-600 / 0.8

فولاذ عالي التأكسد / 500 / 0.98

حديد زهر / 50 / 0.81

كرتون اسبستوس / 20 / 0.96

خشب مخطط / 20 / 0.8-0.9

الطوب المضاد للحريق / 500-1000 / 0.8-0.9

طوب ناري / 1000 / 0.75

طوب احمر خشن / 20 / 0.88-0.93

ورنيش أسود مطفي / 40-100 / 0.96-0.98

ورنيش أبيض / 40-100 / 0.8-0.95

دهانات زيتية بألوان مختلفة / 100 / 0.92-0.96

مصباح كربون / 20-400 / 0.95

زجاج / 20-100 / 0.91-0.94

المينا البيضاء / 20 / 0.9

قانون كيرتشوف

يحدد قانون كيرشوف العلاقة بين الانبعاثية ومعامل الامتصاص لجسم رمادي.

دعونا نفكر في جسمين رماديين متوازيين لهما مدى لا نهائي، لهما سطحان مستويان تبلغ مساحة كل منهما A.

يتيح المستوى الممتد بشكل لا نهائي إمكانية تقريب الحسابات للعثور على إشعاع حقيقي في التجارب العملية والنظرية. في التجارب النظرية، يتم العثور على القيمة الحقيقية باستخدام التعبيرات التكاملية، وفي التجارب، يجعل المستوى الأكبر الحسابات أقرب إلى القيم الحقيقية. وبالتالي، فإننا نطفئ تأثير الإشعاع الجانبي والزاوي غير الضروري، الذي يطير بعيدًا ولا تمتصه اللوحات التجريبية، بمستوى لا نهائي كبير.

أي أنه إذا تم ضرب المعامل بالانبعاثية، نحصل على قيمة الانبعاث الناتجة (W).

يمكننا أن نفترض أن جميع الأشعة التي يرسلها أحد الجسمين تسقط بالكامل على الجسم الآخر. لنفترض أن معاملات النفاذية لهذه الأجسام هي D 1 = D 2 = 0 ويوجد وسط شفاف للحرارة (ثنائي الحرارة) بين سطحي المستويين. دعونا نشير بواسطة E 1 و B 1 و F 1 و T 1 و E 2 و B 2 و F 2 و T 2 إلى الانبعاثية والامتصاص والانعكاس ودرجات حرارة سطح الجسمين الأول والثاني على التوالي.

إن تدفق الطاقة الإشعاعية من السطح 1 إلى السطح 2 يساوي ناتج انبعاثية السطح 1 ومساحته A، أي. E 1 A، حيث يمتص السطح 2 جزءًا من E 1 B 2 A، وينعكس جزء من E 1 F 2 A مرة أخرى إلى السطح 1. ومن هذا التدفق المنعكس E 1 F 2 A، يمتص السطح 1 E 1 F 2 B 1 A ويعكس E 1 F 1 F 2 A. من تدفق الطاقة المنعكس E 1 F 1 F 2 A، سوف يمتص السطح 2 مرة أخرى E 1 F 1 F 2 B 2 A ويعكس E 1 F 1 F 2 A ، إلخ.

وبالمثل، يتم نقل الطاقة الإشعاعية عن طريق التدفق E 2 من السطح 2 إلى السطح 1. ونتيجة لذلك، يمتص السطح 2 تدفق الطاقة الإشعاعية (أو يطلقه السطح 1)

تدفق الطاقة الإشعاعية التي يمتصها السطح 1 (أو المنبعثة من السطح 2)،

في النتيجة النهائية، سيكون تدفق الطاقة الإشعاعية المنقولة من السطح 1 إلى السطح 2 مساوياً للفرق بين التدفقات الإشعاعية Ф 1→2 و Ф 2→1، أي.

التعبير الناتج صالح لجميع درجات الحرارة T 1 و T 2، وعلى وجه الخصوص، لـ T 1 = T 2. في الحالة الأخيرة، يكون النظام قيد النظر في حالة توازن حراري ديناميكي، واستنادًا إلى القانون الثاني للديناميكا الحرارية، من الضروري وضع Ф 1→2 = Ф 2→1 مما يلي

ه 1 ب 2 = ه 2 ب 1 أو

وتسمى المساواة الناتجة قانون كيرشوف: نسبة انبعاثية الجسم إلى معامل امتصاصه لجميع الأجسام الرمادية عند نفس درجة الحرارة هي نفسها وتساوي انبعاثية الجسم الأسود عند نفس درجة الحرارة.

إذا كان لدى الجسم معامل امتصاص منخفض، مثل المعدن المصقول جيدًا، فإن هذا الجسم أيضًا لديه انبعاثية منخفضة. وعلى هذا الأساس، ومن أجل تقليل فقدان الحرارة عن طريق الإشعاع إلى البيئة الخارجية، يتم تغطية الأسطح المطلقة للحرارة بصفائح من المعدن المصقول للعزل الحراري.

عند استخلاص قانون كيرشوف، تم أخذ الإشعاع الرمادي بعين الاعتبار. سيظل الاستنتاج صحيحًا حتى لو تم اعتبار الإشعاع الحراري لكلا الجسمين في جزء معين من الطيف فقط، ولكنه مع ذلك له نفس الصفة، أي. يصدر كلا الجسمين أشعة تقع أطوالها الموجية في نفس المنطقة الطيفية التعسفية. في الحالة المقيدة نأتي إلى حالة الإشعاع أحادي اللون. ثم

أولئك. بالنسبة للإشعاع أحادي اللون، يجب صياغة قانون كيرشوف على النحو التالي: نسبة الانبعاثية الطيفية لأي جسم عند طول موجي معين إلى معامل امتصاصه عند نفس الطول الموجي هي نفسها لجميع الأجسام عند نفس درجات الحرارة، وهي تساوي الطيفية انبعاثية جسم أسود له نفس الطول الموجي ونفس درجة الحرارة.

نستنتج أنه بالنسبة للجسم الرمادي B = ε، أي. يتطابق مفهوما "معامل الامتصاص" B و "معامل السواد" ε للجسم الرمادي. بحكم التعريف، لا يعتمد معامل الانبعاثية على درجة الحرارة أو الطول الموجي، وبالتالي فإن معامل الامتصاص لجسم رمادي لا يعتمد أيضًا على الطول الموجي أو درجة الحرارة.

إشعاع الغازات

يختلف الإشعاع الصادر عن الغازات بشكل كبير عن الإشعاع الصادر عن المواد الصلبة. امتصاص وانبعاث الغازات - انتقائي (انتقائي). تمتص الغازات وتنبعث منها طاقة مشعة فقط في فترات زمنية معينة وضيقة إلى حد ما Δ lt أطوال موجية - ما يسمى بالنطاقات. وفي بقية الطيف، لا تبعث الغازات أو تمتص الطاقة المشعة.

تتمتع الغازات ثنائية الذرة بقدرة ضئيلة على امتصاص الطاقة الإشعاعية، وبالتالي قدرتها منخفضة على إصدارها. ولذلك، عادة ما تعتبر هذه الغازات طاردة للحرارة. على عكس الغازات ثنائية الذرة، تتمتع الغازات متعددة الذرات، بما في ذلك الغازات ثلاثية الذرة، بقدرة كبيرة على إصدار وامتصاص الطاقة الإشعاعية. من بين الغازات الثلاثية الذرات في مجال الحسابات التقنية الحرارية، يعتبر ثاني أكسيد الكربون (CO 2) وبخار الماء (H 2 O)، ولكل منهما ثلاثة نطاقات انبعاث، ذات أهمية عملية كبيرة.

على عكس المواد الصلبة، فإن مؤشر امتصاص الغازات (بالطبع، في منطقة نطاقات الامتصاص) صغير. لذلك، بالنسبة للأجسام الغازية، لم يعد من الممكن الحديث عن الامتصاص "السطحي"، لأن امتصاص الطاقة الإشعاعية يحدث في حجم محدود من الغاز. وبهذا المعنى، فإن امتصاص وانبعاث الغازات يسمى الحجمي. بالإضافة إلى ذلك، فإن معامل الامتصاص b lect للغازات يعتمد على درجة الحرارة.

وفقًا لقانون الامتصاص، يمكن تحديد معامل الامتصاص الطيفي لجسم ما من خلال:

بالنسبة للأجسام الغازية، فإن هذا الاعتماد معقد إلى حد ما بسبب حقيقة أن معامل امتصاص الغاز يتأثر بضغطه. ويفسر هذا الأخير بأن الامتصاص (الإشعاع) يكون أكثر كثافة، كلما زاد عدد الجزيئات التي تقابل الشعاع في طريقه، كما أن العدد الحجمي للجزيئات (نسبة عدد الجزيئات إلى الحجم) يتناسب طرديا للضغط (عند t = const).

في الحسابات الفنية لإشعاع الغاز، عادة ما يتم تضمين الغازات الممتصة (CO 2 وH 2 O) كمكونات في خليط الغاز. إذا كان ضغط الخليط هو p، والضغط الجزئي للغاز الممتص (أو المنبعث) هو p i، فبدلاً من l من الضروري استبدال القيمة p i 1. القيمة p i 1، وهي حاصل ضرب الغاز ويسمى الضغط وسمكه بالسمك الفعال للطبقة. وهكذا، بالنسبة للغازات معامل الامتصاص الطيفي

يعتمد معامل الامتصاص الطيفي للغاز (في الفضاء) على الخواص الفيزيائية للغاز وشكل الفضاء وأبعاده ودرجة حرارة الغاز. ومن ثم، وفقا لقانون كيرشوف، الانبعاثية الطيفية

الابتعاثية ضمن نطاق طيفي واحد

تُستخدم هذه الصيغة لتحديد انبعاثية الغاز في الفضاء الحر (الفراغ). (يمكن اعتبار المساحة الحرة مساحة سوداء عند 0 كلفن.) لكن مساحة الغاز تكون دائمًا محدودة بسطح الجسم الصلب، والذي بشكل عام له درجة حرارة T st ≠ T g ومعامل الانبعاث ε st

إن انبعاث الغاز في مكان محصور يساوي مجموع الانبعاثات المأخوذة من جميع النطاقات الطيفية:

أظهرت الدراسات التجريبية أن انبعاثية الغازات لا تتبع قانون ستيفان-بولتزمان، أي. اعتمادا على القوة الرابعة لدرجة الحرارة المطلقة.

ومع ذلك، بالنسبة للحسابات العملية لإشعاع الغاز، يتم استخدام قانون القوى الرابعة، مما يوفر تصحيحًا مناسبًا لقيمة معامل انبعاث الغاز ε g:

هنا ε g = f(T,p l)

متوسط ​​طول مسار الشعاع

حيث V هو حجم الغاز؛ A هي مساحة سطح القشرة.

انبعاث غاز مكوناته CO 2 وH 2 O (غازات الاحتراق) إلى قشرة الجسم الرمادي

حيث يأخذ المصطلح الأخير في الاعتبار الإشعاع الداخلي للقذيفة.

ما يسمى بعامل الانبعاث الفعال للقذيفة ε" st، أكبر من ε st، بسبب وجود الغاز المشع.

معامل انبعاث الغاز عند درجة حرارة الغاز t g

تظهر قيم الابتعاثية ε CO2 و ε H2O اعتمادًا على درجة الحرارة عند قيم مختلفة للمعلمة p i l في الشكل.

يتم تحديد عامل التصحيح β من الرسم البياني.

تتداخل نطاقات الانبعاث والامتصاص لكل من ثاني أكسيد الكربون وغاز الهيدروجين إلى حدٍ ما مع بعضها البعض، وبالتالي فإن جزءًا من الطاقة المنبعثة من أحد الغازين يتم امتصاصه بواسطة الغاز الآخر. لذلك فإن معامل الابتعاثية لخليط ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء عند درجة حرارة الجدار t st

حيث Δε g هو التصحيح مع مراعاة الامتصاص المحدد. بالنسبة لمنتجات الاحتراق الغازي ذات التركيبة التقليدية، Δε g = 2 - 4% ويمكن إهمالها.

يمكن الافتراض أنه عند ε st = 0.8 + 1.0، يكون معامل الانبعاث الفعال للغلاف هو ε" st = 0.5(ε st + 1).

إن خصائص الإشعاع وامتصاص الغازات هذه تجعل من الممكن إنشاء آلية ما يسمى بـ "تأثير الاحتباس الحراري" الذي له تأثير كبير على تكوين وتغير مناخ الأرض.

يمر معظم الإشعاع الشمسي عبر الغلاف الجوي ويسخن سطح الأرض. وفي المقابل، تبعث الأرض الأشعة تحت الحمراء، مما يؤدي إلى تبريدها. ومع ذلك، يتم امتصاص جزء من هذا الإشعاع بواسطة الغازات متعددة الذرات ("الدفيئة") الموجودة في الغلاف الجوي، والتي تلعب بالتالي دور "البطانية" التي تحتفظ بالحرارة. وفي الوقت نفسه، فإن التأثير الأكبر على ظاهرة الاحتباس الحراري هو غازات "الاحتباس الحراري" مثل ثاني أكسيد الكربون (55٪)، والفريون والغازات ذات الصلة (25٪)، والميثان (15٪)، وما إلى ذلك.

سيتم التطرق إلى بعض القوانين بشكل أكبر في الصفحة التالية. كما سيكون هناك شرح مفصل لكيفية حدوث الإشعاع الحراري من خلال النافذة. سيتم وصف بعض العوامل التي تؤثر على انتقال الحرارة بالإشعاع، بالإضافة إلى مشاكل الإشعاع الواقعية.

اكتشف تجريبيا أن الإشعاع الحراري الصادر عن جسم ساخن يجذب ولا يتنافر! - الذرات القريبة . وعلى الرغم من أن هذه الظاهرة تعتمد على تأثيرات معروفة في الفيزياء الذرية، إلا أنها لم يتم اكتشافها لفترة طويلة وتم التنبؤ بها نظريًا قبل أربع سنوات فقط.

التحول في مستويات الطاقة بسبب الإشعاع الحراري

في الآونة الأخيرة، ظهر أرشيف المطبوعات الإلكترونية، الذي يشير إلى تأكيد تجريبي على أن الإشعاع الحراري الصادر عن جسم ساخن قادر على جذب الذرات القريبة إلى الجسم. يبدو التأثير للوهلة الأولى غير طبيعي. الإشعاع الحراري المنبعث من جسم ساخن يطير بعيدًا عن المصدر، فلماذا يكون قادرًا على إحداث القوة؟ جاذبية?!

إظهار التعليقات (182)

طي التعليقات (182)

في المناقشة، كما يحدث دائمًا تقريبًا الآن، تم افتراض أحد خيارات "التفسير". وفي الواقع، كان لا بد من تبرير إمكانية تطبيقه.
ايجور! انت شخص طيب جدا. لسنوات عديدة الآن كنت تدحرج حجر مهمتك.
ما هي الجاذبية؟ فهل أصبح اعتبارها الميكانيكي علميا مرة أخرى؟
في التجربة الموصوفة، تم تسجيل تغيير في القصور الذاتي.
والباقي من الشرير، أليس كذلك؟
إن قطار الأفكار حول لوحة الأمواج مثير للاهتمام للغاية. (أنا واحد من السابقين بنفسي).
ومع ذلك، قد تكون هناك تأثيرات بسيطة مختلفة. على سبيل المثال، التحرك نحو القاع السفلي. في هذه الحالة، قد تكون كل موجة لاحقة أقل قليلاً ولا تزال تحتوي على مكون رأسي.

أتساءل ما إذا كانت إضافة الأنابيب النانوية إلى الأسفلت لها علاقة بعلاوة الطوبولوجيا؟
لا؟
هل موجات EM غير مرسومة على المستوى؟
حسنا، نعم،... نعم.
ومرة أخرى، تقع هذه الدوامات على مستوى ديكارت

إجابة

القيمة الأساسية لهذه المقالة هي أنها تدمر بعض الصور النمطية وتجعلك تفكر مما يساهم في تنمية التفكير الإبداعي. أنا سعيد جدًا لأن مثل هذه المقالات بدأت تظهر هنا.

يمكنك أن تحلم قليلا. إذا قمنا بتقليل طاقة الجسم (الكائن) بشكل أكبر، بما في ذلك طاقة التفاعلات الداخلية في الجزيئات الأولية، فإن طاقة الكائن ستصبح سلبية. سيتم دفع مثل هذا الجسم للخارج بواسطة الجاذبية العادية وسيكون له خاصية الجاذبية المضادة. في رأيي أن الفراغ الحديث في عالمنا لا يحتوي على طاقة صفرية مطلقة - لأن... إنها بيئة جيدة التنظيم، على عكس الفوضى المطلقة. كل ما في الأمر هو أن مستوى طاقة الفراغ في مقياس الطاقة يفترض أن يكون صفرًا. لذلك، قد يكون هناك مستوى طاقة أقل من مستوى طاقة الفراغ - ولا يوجد شيء غامض في هذا الأمر.

إجابة

"بالعودة إلى الورقة النظرية الأصلية من عام 2013، نذكر الأهمية المحتملة لهذا التأثير ليس فقط للتجارب الذرية، ولكن أيضًا للظواهر الكونية. وقد نظر المؤلفون في القوى المؤثرة داخل سحابة غبار بكثافة 1 جم / سم 3، ساخنة إلى 300 كلفن وتتكون من جسيمات بحجم 5 ميكرون."
هل هناك خطأ هنا؟ كثافة سحابة الغبار عالية جدًا، مثل الطبقة العليا من الثرى.
وبالظاهرة نفسها: وإذا أخذنا نسخة غير تافهة من المشكلة - تأثير الإشعاع الحراري على جسيم غير قابل للاستقطاب، على سبيل المثال، الإلكترون. وإلى أين سيتم توجيه القوة؟ السخان عازل كهربائي 100%.

إجابة

• نعم، هذه كثافة عالية، على وشك التصاق ذرات الغبار ببعضها البعض.

  لا يحتوي الإلكترون المعزول على مستويات طاقة وليس لديه ما يخفضه. حسنًا، ليس لديها عزم ثنائي القطب، ضمن حدود الخطأ (يوجد رابط في النص للبحث عن الإلكترون EDM). ولذلك فإن هذه القوة لا تؤثر عليه. بالإضافة إلى ذلك، فهو مشحون، والفوتونات متناثرة جيدًا عليه، لذلك بشكل عام سيتم صده ببساطة بسبب الضغط.

  إجابة

يعد طيف الأشعة تحت الحمراء البعيدة مناسبًا لأن طاقات الفوتون لا تزال منخفضة، لذلك يتم استيفاء جميع المتطلبات. درجات الحرارة المنخفضة مناسبة أيضًا، لكن التأثير ضعيف جدًا بالفعل. عند درجات حرارة تصل إلى آلاف الدرجات، يكون تشتت الفوتونات أقوى بكثير، ويتغلب على هذا التأثير.

إجابة

• لم أكن أتحدث عن جسم ساخن. وعن بواعث وأطياف أخرى.
  كل ما نناقشه هنا هو تأثيرات مضاعفة. وهذا يعني أنها لا يمكن أن تقتصر فقط على نطاق الأشعة تحت الحمراء.
  هل أفهم بشكل صحيح أنه اعتمادًا على حجم الجسيم، من الضروري تحديد الطول الموجي المناسب؟
  بالنسبة للذرات الثقيلة أو ذرات الهيدروجين، هل تحتاج إلى تحديد التردد الخاص بك بحيث يصل الجذب إلى الحد الأقصى؟

  الآن تدور في رأسي فكرة رائعة حول كيفية اختبار ذلك، على سبيل المثال، على الأمواج في حمام السباحة أو البحر.
  أولئك. اصنع لعبة ميكانيكية تطفو ضد الأمواج.
  ما رأيك في هذا الاحتمال؟

  إجابة

  • 1) يجب أن يكون الطول الموجي أكبر بكثير من حجم الجسيم.
    2) لا ينبغي للنظام نفسه أن يتفاعل مع التأثيرات الخارجية ككل، ويتم التفاعل فقط بسبب الاستقطاب المستحث.
    3) يجب أن يكون هناك طيف منفصل من الإثارات، ويجب أن تكون طاقات الكمات أقل بكثير من المسافات بين المستويات، وإلا فإن الموجات سوف تتشتت بسهولة وبالتالي تمارس الضغط. عندما يتم استيفاء هذه الشروط، فإن التأثير لم يعد يعتمد على الطول الموجي.
    4) يجب أن تكون القوة متجهة وليست سلمية من أجل خفض طاقة النظام.

    تخيل الآن ما إذا كان من الممكن تنفيذ ذلك على الأمواج الموجودة على الماء.

    إجابة

    • أرى بعضًا من هذا التأثير جيدًا في العالم الحقيقي. أنا أحب سباق اليخوت. ويفوز أساتذة رياضة اليخوت بسباقات القوارب على وجه التحديد بسبب قدرتهم على الإبحار بشكل صحيح ضد الموجة. أولئك. إذا تم كل شيء بشكل صحيح، فإن الأمواج القادمة تمنح اليخت طاقة إضافية.
      في الواقع، هذه مفارقة. ولكن هذا واضح للعيان في السباق. بمجرد ارتفاع الأمواج، يحدث "التكميم" على الفور وفقًا لمستويات المهارة)) يتباطأ الهواة، وعلى العكس من ذلك، يحصل المحترفون على ميزة إضافية.

      لذا فإن هذه اللعبة حقيقية تمامًا.
      لقد قمت بإعداد يختي بحيث يبحر دون توجيه أو أي تدخل ضد الريح وضد الأمواج دون أي مشاكل.
      إذا قمت بالحفر بشكل أعمق، فإن هذا الإعداد هو الذي يوفر أقصى فائدة.

      لنطرح الأمر بهذه الطريقة، إذا تخيلت مصدرًا نقطيًا للرياح القوية في وسط البحيرة، فإن يختي سوف يميل إليه ويدور في دوائر إلى ما لا نهاية...
      تشبيه جميل جداً و حقيقي مثلاً حركة الأرض حول الشمس)))
      ويبدو أن هناك قوة ما تسحب اليخت نحو مصدر الريح.

      بالمناسبة، يمكنك نقل المشكلة إلى العناصر وتقدير، على سبيل المثال، الحد الأدنى للمسافة التي يمكن لليخت أن يقترب من مصدر الريح.

      اسمحوا لي أن أذكركم أن يختًا تحت الشراع يقاوم الريح، واصفًا شيئًا مثل الجيوب الأنفية. إنها تتحول فقط من خلال الأنف. إذا استدارت، سيختفي السحر وستعود مع الريح.

      إجابة

      أعتقد أنك مرتبك قليلا. في المسار لا توجد تأثيرات مشابهة لتلك الموصوفة. هناك مجموع معقد من القوى المحددة جيدًا، مما يعطي قوة محصلة، لها إسقاط سلبي غير صفري على طول محور اتجاه الرياح.

      إجابة

  • للوهلة الأولى يبدو الأمر بعيداً... لأن هناك أمواجاً ورياحاً. ولكن باستخدام اليخت كمثال، كل شيء يعمل. وإذا كان متوازناً فإنه يميل إلى مصدر الريح بواسطة المسامير. كل ما عليك فعله هو الجلوس والاستمتاع بفيزياء العملية أثناء شرب الكونياك. من الرائع بشكل خاص ملاحظة لحظات التسارع وديناميكيات العملية في نقاط مختلفة من المسار. لم أتمكن حقًا من تقدير دالة تقريبية تصف المسار.

    لقد بنينا نماذج مماثلة للجسيمات وقمنا بتشغيلها على الكمبيوتر.

    أقترح تجربة أخرى.
    نحن نأخذ كرات بأحجام مختلفة ونضع الهزازات بداخلها بتردد قابل للتخصيص.
    نرميها على سطح الماء الأملس ونلاحظ تأثير جذب الموجة أو تنافرها. لا رياح. فقط بسبب الاهتزازات وتداخل الأمواج على الماء. تحتاج فقط إلى اختيار التردد. الموجات الواقفة والرنين ستقوم بعملها))
    أعتقد أنني رأيت فيديو مثل هذا في مكان ما.

    إجابة

    • لا أعتقد أن الأمواج لها علاقة بالأمر. والفيزياء مختلفة. وهذا مشابه للدفع النفاث، الذي يعمل بشكل عمودي على اتجاه الريح بسبب الشراع (الشراع يحرك الريح). في الوقت نفسه، إذا تحول اليخت قليلا ضد الريح، فسوف يذهب إلى هناك، لأنه وستكون مقاومة الماء في هذا الاتجاه أقل من الانجراف المباشر لليخت بفعل الرياح. أتمنى لك عطلة سعيدة والكثير من الكونياك!

      إجابة

      • لا يوجد دفع نفاث بالطبع. أو بالأحرى فكرتك واضحة، لكن هذا ليس تعريفا صحيحا.
        وبنفس الطريقة يمكن القول أن الطائرة الشراعية التي تطير بسبب التيارات الهوائية تخلق قوة دفع نفاثة.
        الأشرعة ضد الريح تعمل كجناح الطائرة.
        تؤثر مهارة صاحب اليخت على كيفية تشذيب الشراع وإعطائه الشكل الأكثر فعالية لتوليد الدفع. كل شيء هناك غير تافه للغاية. في بعض الأحيان يكون التغيير بمقدار 1 سم في الورقة (الحبل) أمرًا بالغ الأهمية. في البداية، قمت برسم الشقوق حتى لا أتخلف عن الحشد العام.

        أما في الفيزياء.
        لا توجد موجات عادية بدون رياح. وحصل زميلي على الدكتوراه في الفيزياء بناءً على هذه الفكرة. لقد حصلت أيضًا على قطعة من نقانق الطبيب باعتبارها العمود الفقري لبرمجة النماذج وتحسينها. لكن العمل كان مثيرا للاهتمام.
        التشبيه هو على النحو التالي. في فجر تطور الرياح والسفر على متن السفن الشراعية، لم يكن هناك سوى طريقة واحدة - الإبحار مع الريح. في مواجهة الرياح دون عارضة، السفينة لديها انجراف كبير. ومن هنا جاءت عبارة "انتظر الريح العادلة".
        ولكن بعد ذلك ظهرت الأشرعة العارضة والمثلثة وكان من الممكن الإبحار ضد الريح على المسامير.

        وينطبق الشيء نفسه على الإبحار تحت الأشرعة الشمسية. أولئك. لا يمكنك الإبحار مع الريح فحسب، بل يمكنك أيضًا التوجه نحو مصدر الإشعاع، على سبيل المثال النجم.
        رائع؟

        إجابة

      • في العالم الحقيقي يوجد)) والسؤال هو ما هو العارضة. لكن كل هذا محمي ببراءة اختراع أو مشمول باتفاقية عدم الإفصاح ولا يحق لي حتى أن أتحدث أو ألمح إلى حلول محددة.
        لكن القياسات يمكن مناقشتها علنا.
        حل هذا اللغز واستمتع. لن تجني أي أموال.
        اليخت ذو العارضة والأشرعة هو نظام على سطح مستو مع تذبذبات في البعد الثالث. إنها تستخدم بيئتين.
        عندما ننتقل إلى الفضاء، يكون كل شيء متشابهًا، ولكن بالإضافة إلى بُعد واحد.
        إذا كنت على دراية بـ TRIZ (نظرية حل المشكلات الابتكارية)، فهناك طرق واضحة لحل هذه المشكلات. أو بالأحرى، هناك تلميحات حول كيفية التفكير.

        إجابة

        • مع اليخت المتحرك، كل شيء تافه: في مهب الريح، يكتسب اليخت طاقة حركية (الأشرعة "مفتوحة")، عند التحرك ضده، بسبب التفاعل مع البيئة المائية بالفعل، فإنه ينقلب ضد الريح (يتم وضع الشراع في موقف الحد الأدنى من مقاومة الرياح). وبعد ذلك يمكن لليخت أن يسافر فعليًا لمسافة أبعد بكثير مما كان عليه في مرحلة التسارع، ويفقد الطاقة الحركية تدريجيًا بسبب الاحتكاك (في الهيليوم السائل، سيكون من الممكن قيادته حتى إلى ما لا نهاية). وبالتالي، فإن السؤال الوحيد في مهمتك يتعلق بكيفية نشر شراع مطوي بشكل واضح (أو موضوع على حافة الشمس). بالطبع، هناك الكثير من الخيارات: مجال الجاذبية للكوكب، المجال المغناطيسي (أو الكهرومغناطيسي) من مصدر خارجي، وما إلى ذلك، وما إلى ذلك، ولكن للأسف، كلهم ​​​​يتطلبون نوعا من المصدر الخارجي. إذا كان لديك حل لمشكلة ملاحية معينة، قم بالطيران. إذا لم يكن الأمر كذلك... فلن تحصل عليه من خلال التثبيت نفسه. قانون حفظ الزخم أيها اللعين))

          إجابة

          • لكي يبحر اليخت ضد الريح، ليس من الضروري أن يبحر اليخت مع الريح. كل بدايات السباق تكون ضد الريح.
            أكرر أن الشراع المثلث هو جناح طائرة بقوة رفع موجهة بزاوية إلى بدن القارب. وهذا الإسقاط قوي بما يكفي ليتحرك بزاوية 30 درجة مع الريح. إذا قمت بوضع اليخت بشكل أكثر حدة، فإن الرياح المعاكسة تبطئه بالفعل ويبدأ الشراع في التأرجح ويفقد شكله الديناميكي الهوائي. وأولئك الذين يشعرون بهذا الحد بشكل أفضل يفوزون بالسباق.
            ليس من الممتع السباق في مهب الريح.

            إجابة

هنا تجربة بسيطة حول موضوعنا. هل يمكن ان توضح؟


لماذا يكون المسار المنحني أسرع من المسار المستقيم؟

من الواضح أننا إذا لاحظنا هذا على مقياسنا، فسيكون الأمر نفسه تمامًا في العالم الكمي. وفي العالم الكلي أيضًا.

إجابة

• مشكلة فيزيائية مدرسية تافهة. نقوم بتبسيط النموذج إلى مسار واحد مستقيم بزاوية صغيرة إلى الأفقي - ومسار على شكل خط به فاصل، حيث يميل القسم الأول إلى الأفق بقوة أكبر بكثير، والقسم الثاني به زاوية أصغر المنحدر من المسار الأول. بداية ونهاية المسارات هي نفسها. دعونا نهمل الاحتكاك. وسنقوم بحساب وقت الوصول إلى "نقطة النهاية" للبضائع على طول الطريق والآخر. النقطة الثانية ن. (طلاب الصف الثامن يعرفون ما هي) ستظهر أن وقت الوصول إلى خط النهاية على طول المسار الثاني أقل. إذا قمت الآن بتكملة المشكلة بالجزء الثاني من التثبيت، الذي يمثل صورة معكوسة بالنسبة إلى الوضع الرأسي في نهاية المسار، حول الحواف قليلاً، فستحصل على حالتك. تفاهة. المستوى "C" في امتحان الدولة الموحد في الفيزياء. ولا حتى مشكلة أولمبياد من حيث التعقيد

  إجابة

  • أنا أحب فكرة التبسيط الخاصة بك. ربما هذا سوف يساعد الأطفال. أعطني الوقت للتفكير ومحاولة التحدث مع المراهقين.

    وإذا كان كل شيء مبتذلًا بدون تبسيط، فما هو شكل المسار الأسرع؟

    إجابة

"عند درجات حرارة تصل إلى آلاف الدرجات، يكون تشتت الفوتونات أقوى بكثير، ويتغلب على هذا التأثير."...

هذا كل شيء!!!
من المفترض أن هذا التأثير يعمل في منطقة محدودة وأنواع مقابلة من تفاعلات الطاقة. يسود "تشتت التردد" والديناميكيات المقابلة له في المناطق الحدودية. حاول فولوديا ليسين الكشف عن بعض الفروق الدقيقة في هذه العمليات في عام 1991، لكنه
ربما لم يكن لدي الوقت. (لم أتمكن من الوصول إليه). وفي رأيي أن هذا التأثير يتلاشى مع انخفاض التدرجات الحرارية و(شدة تيارات الحمل الحراري) في المنطقة التي تم تحليلها.
http://maxpark.com/community/5302/content/3334997#comment-44 797112
#10 ماج » 04/09/2015، الساعة 22:02
http://globalwave.tv/forum/viewtopic.php?f=20&t=65
مرت قرون، ولكن دون معجزات... - "لا هنا ولا هنا": (الفيلم السابع. الحرارة ودرجة الحرارة)
https://www.youtube.com/watch?v=FR45i5WXGL8&index=7& list=PLgQC7tmTSjqTEDDVkR38piZvD14Kde
rYw

إجابة

تأثير مضحك. وقد يلقي الضوء على أول مشكلة جرامية في تكوين الكوكب، وهي كيف يمكن للغبار المجهري أن يتجمع معًا في سحابة من الغاز والغبار. في حين أن ذرة الهيدروجين، على سبيل المثال، بعيدة عن الجزيئات، فهي في الواقع في إشعاع حراري متناحٍ. ولكن إذا اقتربت منها ذرتان من الغبار عن غير قصد، فعند تفاعل الذرة مع إشعاعها، سوف تتلقى دفعة تجاه بعضها البعض! القوة أكبر بعدة مرات من قوة الجاذبية.

إجابة

• لكي تلتصق جزيئات الغبار معًا، لا تحتاج إلى استخدام مثل هذه الفيزياء الرائعة. وماذا عن "ذرات الغبار"؟ نحن جميعا نفهم أننا نتحدث على الأرجح عن H2O، باعتباره العنصر الصلب الرئيسي في العديد من السحب؟ مركبات الكربون مع الهيدروجين شديدة التقلب (حتى البنتان) ، ولن أقول أي شيء على الإطلاق عن الأمونيا ، والمواد الأخرى غير H و He و C و N و O هي الأقلية ، وهناك أيضًا أمل ضئيل في المركبات المعقدة المواد العضوية. وبالتالي فإن المادة الصلبة ستكون في الغالب ماء. من المحتمل أنه في السحب الغازية الحقيقية، تتحرك رقاقات الثلج بشكل فوضوي وبسرعة نسبية، وأعتقد أنه بسرعة لا تقل عن سنتيمترات في الثانية. إن تأثيرًا مثل ذلك الموجود في المقالة ببساطة لن يخلق مثل هذه الإمكانية لتصادم رقاقات الثلج - فالسرعات النسبية المميزة لرقاقات الثلج عالية جدًا وتمر رقاقات الثلج عبر الثقب المحتمل لبعضها البعض في جزء من الثانية. لكن لا مشكلة. غالبًا ما تتصادم رقاقات الثلج وتفقد الطاقة ميكانيكيًا بحتًا. في مرحلة ما، سوف يلتصقون معًا بسبب القوى الجزيئية في لحظة التلامس ويظلون معًا، بحيث تتشكل رقائق الثلج. هنا، لدحرجة كرات ثلجية صغيرة وفضفاضة للغاية، لا حاجة إلى أي جاذبية حرارية أو جاذبية - مطلوب فقط الخلط التدريجي للسحابة.

  وأعتقد أيضًا أن الحساب في المقالة به خطأ فادح. تم أخذ الجذب الزوجي لحبيبات الغبار بعين الاعتبار. لكن الغبار الموجود في السحابة الكثيفة يكون معتما ويعطي حرارة موحدة من جميع الجهات، أي. لدينا بقعة من الغبار داخل غرفة مجوفة دافئة. ولماذا يطير إلى منطقة أقرب حبوب اللقاح؟ أولئك. لكي تعمل الجاذبية، تحتاج إلى مساحة باردة، ولكن في السحابة الكثيفة لا تكون مرئية، مما يعني عدم وجود تدرج حراري.

  إجابة

  • >أعتقد أيضًا أن الحساب في المقالة به خطأ فادح. تم أخذ الجذب الزوجي لحبيبات الغبار بعين الاعتبار. لكن الغبار الموجود في السحابة الكثيفة يكون معتما ويعطي حرارة موحدة من جميع الجهات، أي. لدينا بقعة من الغبار داخل غرفة مجوفة دافئة.

    هذا هو المكان الذي لا أتفق فيه. هنا يمكننا رسم تشبيه بالبلازما. في تقريب البلازما المثالية الخالية من الاصطدام، يكون كل شيء تقريبًا كما تقول: يتم أخذ المجال المتوسط ​​في الاعتبار، والذي، في حالة عدم وجود رسوم وتيارات خارجية، يساوي الصفر - مساهمات الجسيمات المشحونة تعوض بعضها البعض تمامًا. ومع ذلك، عندما نبدأ في النظر في الأيونات الفردية، يتبين أن التأثير من أقرب الجيران لا يزال موجودا، ويجب أن يؤخذ في الاعتبار (وهو ما يتم من خلال تكامل تصادم لانداو). المسافة المميزة التي يمكن بعدها نسيان التفاعل الزوجي هي نصف قطر ديباي.

    بالنسبة للتفاعل قيد النظر، أعتقد أن معلمة مماثلة ستكون لا نهائية: تكامل 1/r^2 يتقارب. للحصول على دليل صارم، سيكون من الضروري بناء معادلة حركية لـ "ضباب" القطرات مع مثل هذا التفاعل. حسنًا، أو استخدم معادلة بولتزمان: المقطع العرضي للتشتت محدود، مما يعني أنه لا يتعين عليك أن تكون معقدًا كما هو الحال في البلازما عن طريق إدخال مجال متوسط.

    حسنًا، اعتقدت أنها فكرة مثيرة للاهتمام لمقال، لكن كل شيء تافه. :(

    لكن في المقالة قيد المناقشة، فعلوا ذلك بكل بساطة: لقد قدروا إجمالي الطاقة المحتملة لسحابة كروية من الجسيمات الدقيقة بتوزيع غاوسي. هناك صيغة جاهزة للجاذبية، قمنا بحسابها لهذا التفاعل (على الخطوط المقاربة r>>R). واتضح أن هناك منطقة ملحوظة تكون فيها مساهمة الجاذبية أقل بكثير.

    إجابة

    • > بالنسبة للتفاعل قيد النظر، أعتقد أن المعلمة المماثلة ستكون لا نهائية

      ربما صفر؟ بشكل عام، لم أفهم منشورك حقًا، هناك وفرة في الرياضيات لا أعرفها، عندما يكون الأمر أبسط هنا - لكي تكون هناك قوة غير متوازنة، فأنت بحاجة إلى تدرج في كثافة الإشعاع، عندما لا يكون هناك تدرج ، لا توجد قوة، لأنه فهو نفسه في كل الاتجاهات.

      > واتضح أن هناك منطقة ملحوظة حيث مساهمة الجاذبية أقل بكثير.

      هل تستطيع أن تكون دقيقا أكثر؟ لا أفهم حقًا كيف يمكن لهذا التأثير أن يساعد في تكوين أي شيء في الفضاء ليكون له أي أهمية. بالنسبة لي، هذه حسابات عديمة الفائدة. إنه مثل إثبات أن التأثير أقوى بأكثر من 100500 مرة من تفاعل الجاذبية بين الذرات المجاورة في الغلاف الجوي لكوكب المشتري - وأنا أتفق معك، ولكن هذا فقط لأن تفاعل الجاذبية بين حبيبات الغبار الفردية، بشكل عام، ليس مثيرًا للاهتمام على الإطلاق. ولكن على الأقل الجاذبية ليست محمية.

      أعتقد أن التأثير يتكثف في المجال القريب عندما تقترب المسافة من 0، ولكن هذا بالفعل وصف لكيفية حدوث تصادم جزيئات الغبار بالضبط إذا كانت قد اصطدمت بالفعل.

      ملاحظة: إن إمكانات حبة الغبار في الإشعاع الحراري، كما أفهمها، لا تعتمد على ترتيب الحجم على حجم السحابة - هذه الإمكانية تعتمد فقط على كثافة الإشعاع، أي. على درجة الحرارة ودرجة عتامة السحابة. يمكن اعتبار درجة العتامة مرتبة على أنها 1. وقد تبين أنه لا يهم نوع السحابة التي لدينا، بل يهم فقط متوسط ​​درجة الحرارة المحيطة بنا. ما حجم هذه الإمكانية إذا تم التعبير عنها بدلالة الطاقة الحركية م/ث؟ (يمكنني إجراء العمليات الحسابية، ولكن ربما يكون هناك حل جاهز؟) أيضًا، إذا كانت السحابة معتمة، فإن إمكانات السحابة ككل ستكون دالة لمساحة سطح السحابة. ومن الغريب أننا حصلنا على نفس التوتر السطحي، ولكن بطريقة مختلفة قليلاً. وداخل السحابة سيكون الغبار حرا.

      إجابة

تفتح المقال من عام 2013، انظر، ليس من الصعب، كل شيء موصوف هناك بلغة بشرية عادية.

على سبيل المثال، أخذوا سحابة ذات نصف قطر محدود يبلغ 300 متر، واستبدلوا بغباء أرقامًا في صيغ للوضع داخل السحابة وخارجها. النقطة الأساسية هي أنه حتى في الخارج، على مسافة كيلومتر تقريبًا من المركز، لا يزال الجذب الحراري أقوى من الجاذبية. هذا فقط للتعرف على حجم التأثير. وهم يدركون أن الوضع الحقيقي أكثر تعقيدا بكثير ويجب صياغته بعناية.

إجابة

يتم تمثيل الغبار بشكل رئيسي (عند 400 درجة كلفن) بواسطة جزيئات الزبرجد الزيتوني والسخام والسيليكون. العمالقة الحمراء تدخنهم.
تعمل حبيبات الغبار على تحويل الطاقة الحركية إلى حرارة. وهي لا تتفاعل مع بعضها البعض، ولكن مع الذرات أو الجزيئات القريبة التي تكون شفافة للإشعاع. وبما أن r موجود في مكعب، فإن جزيئات الغبار الموجودة على بعد ملليمتر أو سنتيمتر من الذرة تسحبها نحو نفسها، وتظهر قوة محصلة تجمع جزيئات الغبار معًا. وفي الوقت نفسه، يتم تجاهل حبيبات الغبار لكل متر بسبب انخفاض قوة التفاعل بمليارات (أو حتى تريليونات) المرات.

إجابة

"هذا الإشعاع يتباعد في كل الاتجاهات، وبالتالي فإن كثافة طاقته تقل مع المسافة إلى 1/r2. الذرة، كونها قريبة، تشعر بهذا الإشعاع - لأنه يقلل من طاقتها. وبما أن الذرة تسعى جاهدة إلى خفض طاقة تفاعلها قدر الإمكان، فمن المفيد لها أن تقترب من الكرة - ففي نهاية المطاف، يكون انخفاض الطاقة أكثر أهمية هناك!
لكن، معذرة، إذا اندفعت الذرة نحو كرة ساخنة، فلن تقلل من طاقتها بأي شكل من الأشكال، بل على العكس من ذلك، ستزيدها فقط. وأعتقد أن هذا ليس التفسير الصحيح.

إجابة

ثم خطرت لي مشكلة. يجب أن تكون هناك غرفة مستقرة حراريًا مكونة من نصفي كرة أسودين لهما أنصاف أقطار مختلفة، وموجهان في اتجاهات مختلفة، وحلقة مسطحة إضافية. دع نصف الكرة الأيسر يكون له نصف قطر أصغر من اليمين، والقسم المسطح يجعل منطقة الغرفة مغلقة. لتكن الذرة في مركز انحناء كل من نصفي الكرة الأرضية ولا تتحرك. دع نصفي الكرة الأرضية تكون دافئة. والسؤال هو: هل ستتأثر الذرة بالقوة الحرارية في اتجاه واحد؟

أرى هنا حلين: 1) سينشأ التوازن الحراري بسرعة في مثل هذه الغرفة، أي. ستكون كثافة الإشعاع هي نفسها من جميع الجوانب، ونفس الشيء عند أي نقطة في الغرفة. إذا كانت كثافة الإشعاع الحراري في الغرفة لا تعتمد على النقطة المحددة، فإن احتمال التفاعل مع الإشعاع لا يتغير، مما يعني عدم وجود قوة.
2) قرار خاطئ. نقوم بتقسيم الجدار إلى عناصر سطحية متساوية المساحة وندمج قوة تفاعل الذرة مع العنصر السطحي. لقد اتضح أن الحلقة المسطحة تقدم مساهمة صفرية، وأن السطح الأيسر الأقرب يحتوي على نقاط أقل بشكل تربيعي، وكل منها تسحب مرات مكعبة أقوى - أي. تطير ذرة من الغبار إلى أقرب سطح، أي. غادر.

كما ترون، الجواب مختلف تماما.

توضيح التناقض. إذا كان لدينا عنصر مشع ذو شكل غير كروي، فإنه لا يلمع بالتساوي في جميع الاتجاهات. ونتيجة لذلك، لدينا تدرج في كثافة الإشعاع، الذي لا يكون اتجاهه موجها نحو الباعث. بعد ذلك، حصلنا على ما يلي: تقسيم سطح معقد إلى نقاط، واعتبارها بقعًا مستديرة من الغبار يصبح غير صحيح تمامًا.

إجابة

هنا تتبادر إلى الذهن مشكلة أكثر إثارة للاهتمام. لنحصل على باعث للحرارة على شكل حلقة سوداء مسطحة، نصف قطرها الخارجي والداخلي يساوي R وr. وبالضبط على محور الحلقة، على مسافة h، توجد ذرة. عد ح<

الحل 1 (خطأ!). قم بتقسيم الحلقة إلى "ذرات من الغبار"، ثم خذ تكامل قوة جذب الذرة وعناصر الحلقة على السطح. الحساب ليس مثيرا للاهتمام، لأنه بطريقة أو بأخرى، نحصل على أن الذرة يتم سحبها إلى الحلقة.
الحل 2. لا يمكن للخاتم أن يلمع من نهايته أو يضيء قليلاً، أي. تتحول إمكانات الطاقة للذرة عند نقاط مستوى الحلقة إلى 0 (أقصى إمكانات). سيكون إشعاع الحلقة غير صفري عند النقاط التي يختلف ارتفاعها h فوق مستوى الحلقة عن 0؛ عند هذه النقاط سيكون هناك احتمال غير صفري (أقل من 0). أولئك. لدينا تدرج لكثافة الإشعاع، والذي يكون محليًا (عند h~=0, h<

يبدو لي أن الحل 1 يحتوي على خطأ، ويبدو أنني أفهم أين، لكن لا يمكنني شرحه بكلمات بسيطة.

تظهر هذه المشكلة هذا. الذرة لا تنجذب إلى جسم يشع حرارة، مثلا. لا يتم توجيه ناقل القوة نحو السطح المشع. لا يهمنا من أين يأتي الإشعاع، ما يهمنا هو مقدار الإشعاع عند نقطة معينة وما هو تدرج كثافة الإشعاع. تتحرك الذرة نحو تدرج كثافة الإشعاع، ويمكن توجيه هذا التدرج حتى نحو ذلك النصف المستوي الذي لا توجد فيه نقطة واحدة للباعث.

المشكلة 3. نفس الحلقة كما في الخطوة 2، ولكن الذرة في البداية عند النقطة ح=0. هذه الحالة متوازنة ومتماثلة ولكنها غير مستقرة. سيكون الحل هو كسر التماثل التلقائي. سيتم دفع الذرة للخارج من موضع مركز التماثل، لأن إنه غير مستقر.

أود أيضًا أن ألفت الانتباه إلى حقيقة أنه ليست هناك حاجة لاستبدال السحابة بجزيئات الغبار المنجذبة. وسوف تتحول سيئة. إذا وقفت ثلاث حبات من الغبار على نفس الخط المستقيم وتظلل بعضها البعض قليلًا، فإن التماثل سينكسر تلقائيًا، وهذا ليس هو الحال في قوى الجاذبية، لأن الجاذبية ليست محمية.

إجابة

لدي سؤال (ليس فقط لإيجور، ولكن للجميع). كيف تدخل الطاقة الكامنة في كتلة الجاذبية للنظام؟ أود أن أفرز هذه المسألة. على سبيل المثال، يتكون الكون من حبيبات غبار موزعة بالتساوي في الفضاء، والتي تتفاعل مع بعضها البعض بفعل الجاذبية. ومن الواضح أن مثل هذا النظام لديه طاقة وضع عالية، إذ أن هناك حالة من النظام تتركز فيها حبيبات الغبار هذه في مجرات، كل منها لديها طاقة وضع أقل، مقارنة بحبيبات الغبار المنتشرة في الفضاء الذي تتكون منه. والسؤال المحدد هو: هل الطاقة الكامنة لهذا النظام متضمنة في كتلة الجاذبية للكون؟
يبدو لي أن هذا السؤال مرتبط بالموضوع الذي أثاره PavelS. في الكون اللانهائي، من المستحيل تحديد الكرة التي تغطيه. وداخل أي مجال آخر، على سبيل المثال، يغلف مجرة، فإن إمكانات الجاذبية الناتجة عن المادة الموجودة خلف المجال (الموجودة على مقاييس كبيرة بشكل موحد تقريبًا في الفضاء) لا تؤثر على سلوك الأجسام داخل هذا المجال. لذلك، لا يمكننا الحديث عن دخول الطاقة الكامنة إلى كتلة الجاذبية إلا فيما يتعلق بعدم التجانس المحلي في توزيع المادة.

إجابة

• أنا لم أطرح هذا السؤال. :) كما بدا لي أيضًا أن توسع الكون، مع مراعاة الطاقة المظلمة واحمرار الفوتونات، ينتهك قانون حفظ الطاقة، ولكن إذا كنت تريد ذلك حقًا، فيمكنك أن تستدير وتقول إن إجمالي الطاقة الكون لا يزال 0، لأن فالمادة موجودة في بئر محتمل، وكلما زادت المادة، زاد عمق البئر. السبب الذي اشتريته من أجله هو سبب بيعه - أنا شخصياً لا أجيد التفاصيل.

  فيما يتعلق بالطاقة المحتملة، عادة ما تعتبر أقل من الصفر. أولئك. الجسيمات الحرة تساوي صفرًا، والجزيئات المرتبطة أقل من 0. لذا فإن الطاقة السلبية المحتملة تعمل مثل الكتلة السلبية (عيب الكتلة) - كتلة النظام أقل من كتلة المكونات الفردية. على سبيل المثال، أثناء انهيار مستعر أعظم، تتحول الطاقة الكامنة إلى ناقص كبير، والفرق في كتل ما كان وما أصبح يمكن أن ينبعث إلى الخارج على شكل فوتونات (ليست فوتونات ولكن في الواقع نيوترينوات).

  إجابة

  • تتناول المقالة مظاهر الطاقة الكامنة في النظام. إذا كان هناك تدرج محتمل لهذه الطاقة في النظام، تنشأ قوة. لقد لاحظت بحق أنه في بعض الظروف لا يوجد تدرج، وذلك بسبب التناظر الكامل (الذرة داخل الكرة). واصلت القياس فيما يتعلق بالكون، حيث لا يوجد ككل أي تدرج لطاقة الجاذبية المحتملة. ولا يوجد سوى مظاهر محلية لذلك.

    هناك مقولة مفادها أن كتلة المادة تتكون أساسًا من الطاقة الحركية للكواركات والجلونات، بالإضافة إلى جسيم صغير بسبب مجال هيغز. إذا افترضنا أن هذه الكتلة تحتوي أيضًا على طاقة وضع سلبية، فإن هذا البيان غير صحيح.

    كتلة البروتون هي 938 MeV. تبلغ الكتلة الإجمالية للكواركات، كما حددها الفيزيائيون، حوالي 9.4 ميغا إلكترون فولت. لا يوجد عيب جماعي هنا. أريد أن أفهم، بشكل عام، ما إذا كانت الطاقة الكامنة تؤخذ بعين الاعتبار بأي حال من الأحوال في النظرية النسبية العامة، كمولد للكتلة، أم لا. أو ببساطة توجد طاقة هناك، وهي مجموع الطاقة الحركية والطاقة الكامنة.

    "على سبيل المثال، أثناء انهيار مستعر أعظم، تتحول الطاقة الكامنة إلى سالب كبير، والفرق في كتل ما كان وما أصبح يمكن أن ينبعث إلى الخارج على شكل فوتونات (ليست فوتونات ولكن في الواقع نيوترينوات)." ".

    فماذا - حفرة لأن المادة التي سقطت فيها وهي في حفرة عميقة محتملة لا تصبح أخف ربما بمقدار كتلة الطاقة - المادة التي عادت إليها.

    إجابة

    • "باستثناء كمية كتلة الطاقة - المادة التي عادت إليها"

      هذا "ما لم" يمكن أن يكون كبيرًا كما تريد. لذا، فبعد أن فقدت كيلوغرامًا واحدًا في الثقب الأسود، ستكون كتلتها أقل بمقدار أقل من كيلوغرام واحد. ومن الناحية العملية، ينبعث ما يصل إلى 30% من الكتلة المتساقطة على شكل أشعة سينية من القرص التراكمي، لكن عدد البروتونات المتساقطة لا يتناقص. ليس المادة المنبعثة، بل الأشعة السينية. ليس من المعتاد تسمية الأشعة السينية بمصطلح المادة.

      اقرأ خبر اصطدام ثقبين أسودين، والنتيجة هناك أيضًا أسوأ بشكل ملحوظ من مجموع الثقبين الأصليين.

      وأخيرًا، السؤال هو أين أنت من ميزانك؟ وفي أي إطار مرجعي وفي أي نقطة؟ طريقة القياس هي كل شيء. اعتمادًا على هذا، أنت تنوي قياس كتل مختلفة، لكن هذه مسألة مصطلحية أكثر. فإذا كانت الذرة داخل نجم نيوتروني، فلا يمكنك قياس كتلتها إلا عن طريق مقارنتها بجسم اختباري مجاور قريب منها. وفي هذا الصدد فإن كتلة الذرة لا تتناقص عند سقوطها في حفرة، ولكن كتلة النظام الكلي لا تساوي مجموع كتل المكونات. وأعتقد أن هذا هو المصطلح الأكثر دقة. في هذه الحالة، يتم دائمًا قياس كتلة النظام بالنسبة لمراقب خارج هذا النظام.

      إجابة

      • إن مصطلح "حجم كتلة الطاقة - المادة" يعني هنا "حجم كتلة الطاقة وكتلة المادة". تتمتع الأشعة السينية بكتلة سكون إذا كانت محصورة في صندوق من المرايا أو في ثقب أسود. كما أن موجات الجاذبية تحمل طاقة ويجب مراعاتها في مولد الكتلة في النسبية العامة. وأعتذر عن عدم دقة الصياغة.

        على الرغم من أنه، كما أعلم، فإن مجال الجاذبية الثابت عمليا لا يؤخذ في الاعتبار في تكوين الكتلة في النسبية العامة. ولذلك، لا ينبغي أيضا أن تؤخذ الطاقة الميدانية المحتملة في الاعتبار. علاوة على ذلك، فإن الطاقة الكامنة دائمًا نسبية. أو انا مخطئ؟ في هذا الصدد، فإن القول بأن كتلة الكون هي 0 بسبب الطاقة السلبية (والكتلة) لمجال الجاذبية هو هراء.

        في مثال الثقب الأسود، إذا افترضنا أنه أثناء عملية سقوط كيلوغرام من البطاطس في الثقب، على سبيل المثال، لم يخرج شيء، أعتقد أن الثقب الأسود تزيد كتلته بهذا الكيلوغرام. إذا كنت لا تأخذ في الاعتبار الطاقة المحتملة للبطاطس في تكوين الكتلة، فإن الحساب يبدو هكذا. عندما تقع حبة البطاطس في حفرة، فإنها تكتسب طاقة حركية أكبر. ونتيجة لذلك تزداد كتلته إذا نظر إليه من خارج الحفرة. ولكن في الوقت نفسه، عند النظر إليها من الخارج، فإن جميع العمليات في البطاطس تتباطأ. إذا قمنا بتصحيح التمدد الزمني، فإن كتلة البطاطس عند النظر إليها من إطار مرجعي خارجي لن تتغير. وستزيد كتلة الثقب الأسود بمقدار كيلوجرام واحد بالضبط.

        إجابة

"على سبيل المثال، يتكون الكون من جزيئات الغبار الموزعة بالتساوي في الفضاء، والتي تتفاعل مع بعضها البعض بفعل الجاذبية."

نموذجك متناقض بالفعل ولا علاقة له بالواقع. يمكنك التوصل إلى مجموعة من هذه الأمثلة والتوصل إلى أي نتيجة في كل مرة.
وستكون الإنتروبيا عاملاً في انتظام نظامك. والطاقة الكامنة لن تعطيك أي نتائج مثيرة للاهتمام، لأنها تتعلق بالنقطة المرجعية المختارة والمراقب.

في العالم الحقيقي، نموذج مماثل هو الكريستال. فيه، يتم توزيع الذرات بالتساوي في الفضاء وتتفاعل مع بعضها البعض.
تصحيح لي إذا كنت مخطئا.

إجابة

• "نموذجك متناقض بالفعل ولا علاقة له بالواقع."

  وأما التناقض فلا بد من إثباته. من حيث الامتثال للواقع - ربما. هذا نموذج افتراضي. لقد تم تبسيطها قليلاً لفهم أفضل.

  "وستكون الإنتروبيا عاملاً في انتظام نظامك..."

  يوافق.

  إجابة

  • إذا كنت تستمتع بالنظريات الموجية للفيزياء وترغب في تصميمها، فحاول شرح هذا التأثير في عالمنا المذهل.
    ويتجلى على جميع المقاييس.
    https://cs8.pikabu.ru/post_img/2017/01/30/0/1485724248159285 31.webm

    لقد نشرت هذا للذكاء الاصطناعي أعلاه أيضًا. سيكون من المثير للاهتمام أن نرى الأساس المنطقي وراء ذلك أيضًا.

    إجابة

    آسف لكوني صريحا، ولكن هذا ميكانيكي عادي للسنة الأولى من الجامعة. ومع ذلك، فإن الظاهرة نفسها يجب أن تكون مفهومة حتى للطالب القوي. يرجى تفهم أنني لا أستطيع إضاعة الوقت في طلبات عشوائية. وبشكل عام من الأفضل الالتزام بموضوع الخبر عند التعليق على الأخبار.

    إجابة

    • • هل تعتقد جديًا أن الفيزياء تتلخص في سرد ​​جميع المشكلات المحتملة وقائمة الحلول لها؟ وأن الفيزيائي، عندما يرى مشكلة، يفتح هذه القائمة السحرية، ويبحث عن المشكلة رقم مليون فيها، ويقرأ الإجابة؟ لا، فهم الفيزياء يعني رؤية الظاهرة، وفهمها، وكتابة الصيغ التي تصفها.

        عندما أقول أن هذه مسألة فيزياء مبتذلة في السنة الأولى، فهذا يعني أن طالب الفيزياء بعد دورة الميكانيكا العادية قادر على حلها بمفرده. الطالب العادي لا يبحث عن حل، بل يحل المشكلة بنفسه.

        آسف على التوبيخ، لكن هذا الموقف المنتشر محبط للغاية. وهذا هو أساس سوء فهم معظم الناس لما يفعله العلم وكيف يفعله.

        إجابة

        • وأنا أتفق تماما معك. ليس هناك متعة أعظم من حل المشكلة بنفسك. إنه مثل الدواء))
          لقد كنت فقط أطرح سؤالاً بطريقة ودية.
          لدي مستوى متوسط ​​بشكل عام في حل المشكلات في الفيزياء. في أولمبياد الفيزياء لعموم الاتحاد، كنت في المنتصف. لكن في البرمجة والنمذجة تمكنت من الصعود إلى أعلى. ولكن هنا توجد طريقة مختلفة للتفكير في العمل.

          إجابة

          • • لا أستطيع أن أصيغ بوضوح جوهر هذه الظاهرة بكلمات بسيطة. (نوع من الذهول في رأسي). بالضبط هذه النقطة. لنقله إلى نموذج آخر وشرحه أيضًا لأطفال المدارس.

              
              يمكن اعتبار هذه التجربة بمثابة إشارة عابرة. ويسافر على طول مسار منحني بشكل أسرع.
              ومن أين يأتي هذا المكسب في الوقت؟
              ومن الواضح أن شكل المسار يؤثر أيضًا على هذا التأخير. إذا قمت بعمل ثقوب عميقة جدًا، فلن تتمكن الكرة ببساطة من التغلب على الثقب، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة بسبب مقاومة الهواء عند السرعات العالية.

              إذا قمت بطرح المشكلة على أنها تحديد الشكل الأمثل للمسار، فستبدو أن المشكلة لم تعد مشكلة مدرسية. لقد دخلنا بالفعل في العديد من الوظائف والأشكال المختلفة للمسار.

              هل يمكن أن نأخذ هذه المشكلة إلى العناصر؟ يبدو لي أنه سيكون مفيدًا لكثير من الناس إذا حكمنا من خلال رد فعل الناس. وهذه المهمة تعكس الواقع بشكل جيد.

              إجابة

              • بصراحة، أنا لا أفهم كيف، عند المشاركة في أولمبياد عموم الاتحاد، لا ترى هذه الظاهرة. ويقترن ذلك بشكل خاص بحقيقة أنه، وفقًا لك، لا يمكنك صياغة جوهر هذه الظاهرة بوضوح.

                هل تفهم أن الوقت الذي يستغرقه السفر في مسار ما لا يعتمد فقط على طوله، بل أيضًا على سرعته؟ هل تفهم أن السرعة في الأسفل أكبر منها في الأعلى؟ هل يمكنك الجمع بين هاتين الحقيقتين في الفهم العام بأن المسار الأطول لا يعني بالضرورة المزيد من الوقت؟ كل هذا يتوقف على زيادة السرعة مع زيادة الطول.

                ويكفي أن نفهم هذه الظاهرة حتى نتوقف عن الاندهاش من تأثيرها. وسيتطلب الحساب المحدد للمسار التعسفي تسجيلًا دقيقًا للتكامل (وهذا هو المكان الذي يلزم فيه السنة الأولى من الجامعة). هناك، بالطبع، سيكون الأمر مختلفًا بالنسبة للمسارات المختلفة، ولكن يمكن إثبات أنه بالنسبة لمسار مسطح إلى حد ما من أي شكل، ويسير بشكل صارم أسفل الخط المستقيم، فإن وقت السفر سيكون دائمًا أقل.

                > أنا أستمتع بنظرية الوقت الآن.

                هذه صيغة خطيرة للغاية. خطير جدًا لدرجة أنني أطلب منك بشكل استباقي عدم كتابة أي شيء عن مثل هذه المواضيع في التعليقات على العناصر. شكرا لتفهمك.

                إجابة

                • أرى هذه الظاهرة، وأفهمها، ويمكنني أخذ التكامل على أي شكل من أشكال المسار وكتابة برنامج للحساب بسهولة.
                  ولكن عندما أذهب مع المراهقين إلى غرفة التجارب وأشرح لهم بلغة بسيطة كيف يعمل كل شيء، فإنني أفشل في هذه الظاهرة بالتحديد. ربما العمر هو الذي يؤثر سلبًا))
                  وتختفي مهارة رؤية الإجابة النهائية بسرعة وسهولة إذا لم تتدرب عليها باستمرار. ربما كما هو الحال في الرياضة. في سن الأربعين، من الصعب أن تدور على الشريط الأفقي كما هو الحال في شبابك... وتقوم بالشقلبات)))

                  لم أعتقد أبدًا أن مناقشة الوقت من المحرمات))). علاوة على ذلك، هذا هو الأساس. عندما قرأت هوكينج ورأيت كيف نشروا هذه الأفكار، كنت على يقين من أنها كانت تستحوذ على عقول الباحثين في العالم.
                  ربما أسأت فهمي؟

                  لكن هذه مجرد محادثة... وبالطبع لن أخرق القواعد وأروج لأي هرطقة ونظريات شخصية لا أساس لها من الصحة)) هذا على الأقل غير لائق...

                  لكن الدماغ يحتاج إلى طعام وشيء جديد)))

                  إجابة

                  أما بالنسبة للأولمبياد. لقد أظهرت تجربتي أن الأشخاص الرائعين حقًا ليسوا أولئك الذين يحلون المشكلات الجديدة، بل أولئك الذين يبتكرون هذه المشكلات. لا يوجد سوى عدد قليل منهم. وهذا بعد مختلف ونظرة للعالم. محادثة صدفة مدتها 5 دقائق مع مثل هذا الشخص في إحدى الألعاب الأولمبية غيرت حياتي تمامًا وأخرجتني من الأوهام العميقة وأنقذت حياتي بالفعل.
                  وقال مازحا إن "دكتور العلوم" حصل على لقبه لعلاج زملائه المصابين الذين لم يتمكنوا من تسلق إحدى الشرائح.

                  جادل هذا الشخص بأن الفائزين الكبار في الأولمبياد يذوبون بعد ذلك في المجتمع العلمي ولا يقدمون اكتشافات ونتائج جديدة. لذلك، بدون تطوير واسع ومستمر لمعرفتك ومهاراتك الحقيقية، لن يكون الطريق إلى شيء جديد مرئيًا.
                  وبشكل عام، الألعاب الأولمبية هي رياضة خالصة الحظ والشجاعة والمكر، مع الكثير من الإصابات والشلل في نفسية الأطفال، بما في ذلك أنا. ولكن هذه هي الحياة))))

                  إجابة

لقد دحضت Myth and Legend Busters بالفعل افتراضك.
https://www.youtube.com/watch?v=XsKhzk4gn3A

التأثير مستقل عن المواد والاحتكاك.
أيضًا، وفقًا لنسختك، إذا استبدلنا الكرات بأوزان منزلقة، فسيختفي التأثير.

كما أن الكرات الأسرع تتمتع بمقاومة أكبر للهواء. السحب يتناسب مع مربع السرعة. ومع ذلك، فإن هذا لا يمنعهم من احتلال المركز الأول.

دعونا نحصل على أفكار أكثر واقعية. تعكس هذه الأشياء بشكل مباشر الطريقة التي يعمل بها عالمنا.

إجابة

• • على العموم الاحتكاك المتداول ليس له علاقة بالموضوع...))
    التأثير يعمل في نماذج بدون احتكاك وهواء.
    يمكنك صنع المغناطيس وضخ الهواء.

    لكن حساب شكل المسار الأسرع هو مشكلة رائعة نوعًا ما.
    ربما يستطيع المحترفون في الميكانيكا الكلاسيكية التنبؤ بالإجابة بشكل حدسي.

    إجابة

    • لقد خطر لي أن التجربة في الفيديو الخاص بك تشبه بندول فوكو. من الواضح أن أسرع مسار للكرة سيكون عبارة عن قوس دائري بأصغر نصف قطر ممكن (حتى مسار نصف دائري = نصف موجة واحدة مع الحافة لأسفل). بالنسبة للبندول، يتم حل مفارقة المسار الأطول وفي نفس الوقت السرعة الأكبر بسبب نصف القطر الأصغر للقوس الموصوف، أي. طول ذراع البندول الذي تعتمد عليه مدة تذبذبه.
      في هذه الحالة، فإن أي انحراف في حركة الكرة عن الحركة الدائرية بشكل صارم أمر غير مرغوب فيه، لأنه يجب أن يكون له تأثير سلبي على متوسط ​​سرعتها. إن الحركة المستقيمة للكرة في الفيديو تشبه تذبذبات البندول ذو الذراع الطويلة جدًا، والتي، كما يفهم الجميع، لديها أطول فترة تذبذب. ولذلك، لوحظ هناك أدنى سرعة الكرة.
      يبدو أنني فعلت دون التكاملات ;)
      مشكلة مثيرة للاهتمام!

      إجابة

      • نحن بحاجة إلى إثبات ذلك رياضيا واختبار الفرضية. ولكن يبدو الأمر مثيرًا للاهتمام... أحد أحدث الإصدارات هو أن هذا شكل دائري مقلوب.

        لدي الكثير من الأشياء مثل تلك في المخزون.

        على سبيل المثال:

        المشكلة الأكثر تافهة على ما يبدو هي مسألة الحفاظ على الطاقة في المدرسة، ولكنها تظهر بالضبط فهم الطاقة الكامنة والطاقة الحركية التي كان يتحدث عنها نيكولاوس. المشكلة بالنسبة له حطمت أدمغة الكثيرين، حتى الرجال الذين كانوا جادين في الفيزياء.

        نحن نأخذ آلة ذات زنبرك متعرج. نضعها على الأرض ونتركها. بسبب الزنبرك، فإنه يتسارع إلى السرعة V. نكتب قانون الحفاظ على الطاقة ونحسب طاقة الزنبرك.
        0 + E(الينابيع) = mV^2/2

        الآن الاهتمام! ننتقل إلى نظام قصور ذاتي متساوٍ يتحرك نحو السيارة. بشكل تقريبي، نحن نتحرك نحو السيارة بسرعة V.
        بالنسبة لنا، في البداية كانت سرعة السيارة V، وبعد التسارع ستكون 2V.
        نحن نحسب طاقة الربيع.
        E(الينابيع) + mV^2/2 = m(2v)^2/2
        E(الينابيع) = 3mV^2/2
        زادت طاقة الزنبرك فجأة بالنسبة إلى إطار مرجعي قصوري آخر.
        علاوة على ذلك، كلما تحركت بشكل أسرع نحو السيارة، زادت طاقة الزنبرك.
        كيف يكون هذا ممكنا؟

        نيكولاس هو لك. لقد تم انتهاك قانون الحفظ. مرحا! تم التنفيذ!))))

        وهذا أيضًا فهم أساسي للعمليات ونقل الطاقة.
        الاطفال يحبون إثارة المشاكل)))

        إجابة

        تعبيرك بعد "نحن نحسب طاقة الربيع" غير صحيح.

        "والأطفال الذين يطرحون الأسئلة نادرون جدًا."
        الأطفال الذين يطرحون الأسئلة ليس من غير المألوف. جميع الأطفال لديهم فترة "لماذا".

        على العموم سأمتنع عن النقاش معك حتى لا أسيء إليك دون قصد. أحب إلقاء النكات التي قد لا تكون مفهومة.

        إجابة

إجابة

لا ليس هكذا. مستوى طاقة الفراغ، أي الفضاء الفارغ، يحدد ديناميكيات ركود المجرات. هل يتسارعون أم على العكس من ذلك يتباطأون؟ وهذا يمنعك من تحريك الميزان بحرية كبيرة. لا يمكن اختيار جهد الفراغ بشكل اعتباطي، فهو قابل للقياس بالكامل.

إجابة

عزيزي ايجور! أنا، بالطبع، أفهم أنك سئمت من المعلقين بعد نشر كل مقال إخباري. يجب أن نشكركم على تقديم المعلومات حول التطورات الخارجية، وليس هراء، لكننا ما نحن عليه. من حقك أن ترسل بشكل عام إلى المصدر الأصلي، لأن... هذه إعادة كتابة أو نسخ ولصق مع ترجمة صحيحة تقنيًا، والتي لها مرة أخرى ATP منفصل.
والآن فيما يتعلق بالموضوع، إذا تم تقريب ذرة أو جسيم أو أي جسم لا يمتلك حركية من مصدر الإشعاع الكهرومغناطيسي، فإن إجمالي طاقته يزداد. وكيفية إعادة توزيعها داخل الجسم (مما يزيد (ينقص) أكثر حركيا أو محتملا) فهذا لا يؤثر على النتيجة النهائية. ولذلك قلت إن تفسير أصحاب المقال غير صحيح. في الواقع، لا توجد قوة حرارية، بل هي قوة الجاذبية. كيف يحدث هذا؟ الجواب في مقال: “جاذبية الأرض الضوئية-الجاذبية الكمية” المنشور في المجلة المجرية (ص 79-94):
http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5 -5-2016.pdf

إجابة

إيجور، لا أعرف إذا كانت هذه أخلاق سيئة. ولكن، في ضوء التعليقات العديدة حول هذا الموضوع، يبدو لي أن هناك حاجة لكتابة نص علمي شعبي جيد، بما في ذلك حول مفهوم الطاقة الكامنة. لأنه، في رأيي، الناس مرتبكون قليلاً. ربما، إذا كان لديك الوقت، ستحاول الكتابة عن اللاغرانجيين بطريقة شعبية علميًا؟ يبدو لي أنه بموهبتك وخبرتك سيكون هناك مقال ضروري للغاية. أفهم أن مثل هذه المفاهيم الأساسية هي الأصعب في الكتابة عنها. لكن ماذا تظن؟

إجابة

دعني أجيب على سؤالك.

إليك ما يقوله في ويكيبيديا:
أدى نشر عمل إيجلوركس إلى وصف EmDrive أحيانًا بأنه "تم اختباره بواسطة ناسا"، على الرغم من أن الموقف الرسمي للوكالة مختلف: "هذا مشروع صغير لم يؤد بعد إلى نتائج عملية".

لكن من الواضح من النص أن هناك اهتمامًا بهذا الجهاز وأن المبدعين تمكنوا من جذب الانتباه. وإلا فلن يخصص أحد المال. هناك شيء هناك.
أقترح عليك الانتظار قليلاً ورؤية النتائج النهائية. هذا سيوفر لك الوقت والجهد. لكن لا يجب أن تأمل في حدوث معجزات وتحلم بكيفية انهيار المعرفة والخبرة الراسخة)))
من الأفضل أن نبني شيئًا جديدًا بدلاً من محاولة كسر ما فعله أسلافنا.
بعبارات بسيطة، إذا كان جهازهم يعمل، فسيكون هناك شخص سيصف كل شيء بهدوء في إطار النظريات الموجودة.

إجابة

• • أنا أفهم مشاعرك جيدا. من بين أصدقائي المبرمجين الذين طوروا تفكيرهم ولكن ليس لديهم خبرة في العمل مع نظرية الفيزياء، هناك الكثير من هذه المشاعر. ابحث عن مقطع فيديو على YouTube، وابحث عن أحد الأجداد في المرآب الذي قام ببناء آلة الحركة الدائمة، وما إلى ذلك، وهو هوايتهم المفضلة.
    إنه دائمًا أمر ممتع وسبب وجيه للالتقاء في الطبيعة وحفلات الشواء.
    وهذه فرصة بالنسبة لي لاختبار معرفتي وثغراتي مرة أخرى. (كل شخص يمتلكها. بعض الناس خجولون حقًا ويخفونهم.)

    جوهر سؤالك يكمن في الفيزياء الأساسية. إذا وصلت بوضوح إلى أساسيات نظرية الفيزياء، فسوف تفهم شيئًا بسيطًا.
    بمجرد إثبات التأثير الفريد لـ emDrive، ومن الواضح أن هذه ليست مجموعة مقنعة من التأثيرات المعروفة بالفعل، فسوف يأتي أي فيزيائي مختص بتفسير.
    لكن إثبات التجربة يجب أن يكون صارمًا، كما تم تحسين جميع الإجراءات على مر القرون. لا توجد عقبات هنا. كل ما عليك فعله هو اتباع إجراءات واضحة مقبولة في العالم العلمي.

    عالم الفيزياء الحقيقية هو الكثير من المال. ويتم إعطاؤهم فقط لنتيجة محددة. لا أحد يحب إضاعة الوقت والوقوع في براثن الدمى. العقوبات على الأخطاء صارمة للغاية. أمام عيني، مات الناس ببساطة في غضون بضعة أشهر عندما تحطمت آمالهم. وأنا صامت بشأن عدد الأشخاص الذين يصابون بالجنون ببساطة، ويركزون اهتمامهم على أفكارهم في محاولات "مساعدة البشرية جمعاء".
    هذا امر غير طبيعي.

    كل الفيزياء مبنية على أبسط الأفكار القليلة. حتى تفهم الأمر جيدًا، فمن الأفضل عدم القتال مع طواحين الهواء.

    إحدى مسلمات النظرية الأساسية للفيزياء هي ما يلي: يمكننا تقسيم المكان والزمان إلى ما لا نهاية.
    ومن ثم تأتي الرياضيات. ستحتاج أيضًا إلى عملة معدنية وقلم رصاص.
    على ورقة واحدة تحتوي على هذه الفكرة، يمكنك استخلاص توزيع ماكسويل. وتوقع التوزيع العشوائي للكرات في تجربة قياسية وقم بالتجول في الأبعاد.
    إذا قمت بهذا التمرين بهدوء، فأنت تفهم ما تفعله.
    بمعنى آخر، قبل الشقلبة على الشريط الأفقي، عليك أن تسحب نفسك بهدوء ودون تفكير بأي وسيلة.

    في نظرية الفيزياء هناك نقطة يبنى منها كل شيء. يجب أن تكون قادرًا على بناء جميع الصيغ والنظريات الأساسية من هذه النقطة.
    بمجرد الركض على طول المسارات والممرات الرئيسية عدة مرات، ستصبح ساكنًا صادقًا وحقيقيًا في هذا العالم.

    وعندها ستفهم أن لغة الفيزياء يمكنها وصف أي ظاهرة.

    يرى أحد أصدقائي اللغويين أن الفيزياء هي لغة لوصف العالم الحقيقي. إنه حتى لا يؤمن بالإلكترون)))) وهذا حقه ...

    ويقول أصدقائي من علماء الرياضيات إن الفيزياء هي رياضيات مضافة إليها نقطة زمنية (dt).

    ابدأ بالأساسيات ذاتها. كل شيء واضح وجميل هنا)))

    إجابة

"ثالثًا، هناك قوة جذب أخرى - قوة الجاذبية. وهي لا تعتمد على درجة الحرارة، بل تزداد مع كتلة الجسم."

لن أكون على يقين من أن الجاذبية مستقلة عن درجة الحرارة. تزداد ديناميكيات الجسيمات مع ارتفاع درجة الحرارة، مما يعني زيادة الكتلة (النسبية على الأقل)، مما يعني زيادة الجاذبية.
بشكل عام، مع الأخذ بعين الاعتبار الطبيعة الديناميكية لقوى الجاذبية، فإن هذه الحقيقة ذاتها تربط قوة الجاذبية بدرجة الحرارة باعتبارها خاصية ديناميكية للأنظمة الميكانيكية. لكن هذا موضوع لمحادثة أخرى، أو بالأحرى نظرية. ;)

إجابة

بقدر ما أفهم، في مجال "الصوت"، يكون هذا التأثير أسهل في التنفيذ إذا تم استبدال ثنائي القطب بغشاء (على سبيل المثال، فقاعة صابون) مع رنين بتردد أعلى من التردد الذي يستخدمه مولد الصوت تم ضبطها. ومع ذلك، من الأسهل إلى حدٍ ما استثمار كيلوواط من الطاقة في الصوت بدلاً من استثماره في الإشعاع الكهرومغناطيسي))

سيكون الأمر مضحكًا: فقاعات الصابون تنجذب إلى المتحدث...

إجابة

• يعد الصوت والموسيقى بشكل عام من الأشياء الملائمة لدراسة الموجات. هذه هوايتي.
  إذا كان أي شخص مهتما، فإليك محاولاتي لتطبيق فيزياء الكم ورنين شومان في الإبداع.
  https://soundcloud.com/dmvkmusic

  هذه موسيقى ثلاثية الأبعاد، لذا ما عليك سوى الاستماع إليها باستخدام سماعات الرأس أو مكبرات الصوت الجيدة.

  لدي مكبرات صوت واستوديو كامل وحتى فقاعات الصابون.
  سأتحقق من فكرتك)))
  شكرًا لك!

  دعونا نفعل المزيد!)))

  إجابة

"وبما أن الذرة تسعى جاهدة إلى خفض طاقة تفاعلها قدر الإمكان، فمن المفيد لها أن تقترب من الكرة - ففي نهاية المطاف، يكون انخفاض الطاقة هو الأكثر أهمية!"
نوع من الهراء، وليس تفسيرًا، لما تريده الذرة، شيئًا يفيدها. وبمحض إرادته يتحرك أينما يريد.
ومن المؤسف أنه لا يوجد الآن فيزيائيون قادرون على التفسير.
ناهيك عن أن التعرض للطاقة يُفسر على أنه يؤدي إلى خفض مستوى طاقة الجسم. يبدو أن القانون الثاني للديناميكا الحرارية يتشنج بشكل هستيري. آسف.

إجابة

لسوء الحظ، خلال المناقشة لم يكن من الممكن الحصول على إجابة شاملة لمسألة الطاقة الكامنة. لذلك، حاولت اكتشاف ذلك بنفسي (والذي استغرق وقتًا). هذا ما خرج منه.

تم العثور على العديد من الإجابات في عرض محاضرة الفيزيائي الروسي الرائع دميتري دياكونوف بعنوان "الكواركات ومن أين تأتي الكتلة". http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/. حصل ديمتري دياكونوف على واحد من أعلى معدلات الاستشهاد، وأعتقد أنه من بين علماء الفيزياء العظماء.

والمدهش مقارنة بالمحاضرة هو أنني لم أكذب بشأن أي شيء في افتراضاتي عندما كتبت عن طبيعة الطاقة الكامنة.

هذا ما قاله ديمتري دياكونوف.

"الآن أريد أن آخذك إلى تفكير عميق. انظر إلى الشريحة 5. يعلم الجميع أن طائرًا يجلس على سلك، وهناك 500 كيلو فولت في السلك، لكنه لا يبالي. الآن، إذا امتد الطائر وأمسك بسلك واحد بمخلب واحد، والآخر بالمخلب الآخر، فلن يكون الأمر جيدًا. لماذا؟ لأنهم يقولون إن الجهد الكهربائي نفسه ليس له معنى فيزيائي، فهو كما نحب أن نقول لا يتم ملاحظته. هناك عبارة أكثر دقة تشير إلى ملاحظة شدة المجال الكهربائي المرصودة. التوتر - ومن يدري - هو تدرج في الإمكانات".

تم اكتشاف المبدأ - وهو أنه لا يتم ملاحظة قيمة الإمكانات الكهربائية نفسها، ولكن تغيرها في المكان والزمان فقط - في القرن التاسع عشر. وينطبق هذا المبدأ على جميع التفاعلات الأساسية ويسمى "ثبات التدرج" أو (اسم آخر) "ثبات المقياس".

"لقد بدأت قائمتي بتفاعل الجاذبية. اتضح أنه مبني أيضًا على مبدأ ثبات المقياس، ولكنه مستقل ليس عن "اللون"، وليس عن الإمكانات، بل عن شيء آخر. سأحاول أن أشرح السبب.
دعونا نتخيل أنه في مكان ما هناك كتلة كبيرة. على سبيل المثال، الشمس. الشمس كتلة كبيرة. ماذا تعمل، أو ماذا تفعل؟ يبدو أنه ينحني الفضاء المسطح، ويصبح الفضاء منحنيا. واضح جدا. الآن نضع الأرض في مكان قريب، وتبدأ بالدوران حول الشمس. في الواقع، الصورة هندسية تمامًا: الفضاء مضغوط وكوكبنا الأرض يدور في هذه الحفرة. انظر إلى الشريحة - جميع خطوط الإحداثيات مشوهة هناك. وهذا ما كان أهم إنجاز لأينشتاين عندما طرح النظرية النسبية العامة. وقال إن جميع الظواهر الفيزيائية التي يمكن ملاحظتها لا ينبغي أن تعتمد على نوع شبكة الإحداثيات التي نرغب في تطبيقها ونوع الساعة التي نستخدمها.
لماذا أحضرت هذا إلى هنا، لأن هذا أيضًا نوع من "قياس الثبات".

الانحناء هو شيء يمكن ملاحظته، ومن الناحية الرياضية، فإن شدة المجال الكهربائي هي أيضًا نوع من الانحناء. لكننا لا نرى الإمكانية؛ فالطائر الذي يجلس على سلك واحد هو على قيد الحياة.

وبناء على ذلك يمكننا أن نستنتج أن الطاقة الكامنة لا ينبغي اعتبارها مصدرا للكتلة، لأن وإلا فإن العمليات الجماعية والفيزيائية ستعتمد على نظام الإبلاغ الذي يتم من خلاله إجراء الملاحظة.

تتعزز هذه الفكرة بإجابة ديمتري دياكونوف على سؤال حول كتلة المجال الكهرومغناطيسي.

"ديمتري: من فضلك قل لي، هل مجالات القوة، على سبيل المثال، المجالات الكهربائية والجاذبية، لها كتلة؟
ديمتري دياكونوف: إذا كان الأمر كذلك، فهي صغيرة جدًا، والحكمة التقليدية هي أنها عديمة الكتلة.
ديمتري: قصدت شيئًا مختلفًا بعض الشيء. لنفترض أنه إذا كان لدينا مكثف، يوجد بين لوحاته مجال كهربائي. هل لهذا المجال كتلة؟
ديمتري دياكونوف: لا.
ديمتري: هل لديها طاقة؟
ديمتري دياكونوف: نعم.
ديمتري: و مولودية؟؟
ديمتري دياكونوف: حسنًا، اصنع لي نظامًا مغلقًا، يتضمن مكثفًا وبطارية ومحطة طاقة كهرومائية ومصدرًا للطاقة الشمسية وما إلى ذلك. عندما تقوم بإعداد نظام مغلق، سوف نقوم بقياس كتلته، وسأقول أن E، وهو mc؟ من هذه الكتلة - هذه هي الطاقة المتبقية لهذا النظام المغلق. ولا أدلي بأي تصريحات أخرى.
ديمتري: إذن طاقة المجال هي في جوهرها طاقة البطارية والأسلاك والألواح؟
ديمتري دياكونوف: بالطبع. عليك أن تأخذ نظامًا مغلقًا، ويمكنك إصدار حكم عليه”.

إذن من أين تأتي الكتلة في عالمنا؟

ديمتري دياكونوف: «كما ترون، فإن تاريخ العلم بأكمله يتكون من قيامنا بدراسة مجموعة واسعة من المواقف المترابطة، وكان مجموع كتل المكونات دائمًا أكبر من الكل. والآن وصلنا إلى الحالة الأخيرة المقيدة - هذه هي البروتونات والنيوترونات، والتي تتكون من ثلاثة كواركات، وهنا، اتضح أن العكس هو الصحيح! كتلة البروتون هي 940 MeV - انظر الشريحة 9. وكتلة الكواركات المكونة، أي اثنين u وواحد d، نضيف 4 + 4 + 7 ونحصل على 15 MeV فقط. وهذا يعني أن مجموع كتل المكونات ليس أكثر من الكل كالعادة، بل أقل، وليس فقط أقل، بل أقل بـ 60 مرة! أي أننا لأول مرة في تاريخ العلم نواجه حالة مقيدة يكون فيها كل شيء عكس ما هو معتاد.

اتضح أن الفضاء الفارغ، الفراغ، يعيش حياة معقدة للغاية وغنية للغاية، والتي تم تصويرها هنا. في هذه الحالة، هذا ليس رسمًا كاريكاتوريًا، ولكنه محاكاة حاسوبية حقيقية للديناميكا الكمية الحقيقية، والمؤلف هو زميلي ديريك لينويبر، الذي تفضل بتزويدني بهذه الصورة للتوضيح. علاوة على ذلك، فإن ما يلفت الانتباه هو أن وجود المادة ليس له أي تأثير تقريبًا على تقلبات مجال الفراغ. هذا حقل غلوون يتقلب بطريقة غريبة طوال الوقت.
والآن تركنا الكواركات هناك، انظر الشريحة 13. ماذا سيحدث لهم؟ هناك شيء مثير للاهتمام يحدث. هنا أيضًا الفكرة ليست سطحية، حاول التعمق فيها. تخيل كواركين، أو كوارك وكوارك مضاد، يجدان نفسيهما في نفس الوقت بالقرب من مثل هذا التقلب الكبير. التقلب يخلق علاقة معينة بينهما. والارتباط يعني أنهم يتفاعلون.
هنا يمكنني فقط إعطاء صورة يومية. تقوم بتصريف الماء من الحمام، ويتم تشكيل قمع، حيث تسقط عودتان، ويتم سحبهما إلى هذا القمع، وكلاهما يدوران بنفس الطريقة. أي أن سلوك التطابقين مرتبط. ويمكنك القول أن مسار التحويل تسبب في التفاعل بين التطابقات. أي أن التأثير الخارجي يؤدي إلى التفاعل بين الأشياء التي تقع تحت هذا التأثير. أو، على سبيل المثال، أنت تمشي على طول Myasnitskaya، ويبدأ المطر. ولسبب ما، فجأة يرفع الجميع بعض الأشياء فوق رؤوسهم. وهذا سلوك مترابط، فقد تبين أن الناس يتفاعلون، لكنهم لا يتفاعلون بشكل مباشر، وكان التفاعل سببه تأثير خارجي، في هذه الحالة، المطر.
ربما سمع الجميع عن الموصلية الفائقة، وإذا كان هناك فيزيائيون في الغرفة، فسوف يشرحون أن آلية الموصلية الفائقة هي تكثيف ما يسمى بأزواج كوبر من الإلكترونات في الموصل الفائق. تحدث ظاهرة مماثلة هنا، فقط المكثفات الكمومية لا تتشكل بواسطة الإلكترونات، ولكن بواسطة أزواج من الكواركات والكواركات المضادة.

ماذا يحدث إذا دخل الكوارك إلى مثل هذا الوسط؟ الكوارك يطير، يمكنه أن يطرد كواركًا واحدًا نظم نفسه بالفعل في مثل هذا الزوج، وهذا يطير لمسافة أبعد، ويسقط بشكل عشوائي في الكوارك التالي، وهكذا، انظر الشريحة 14. أي أن الكوارك يسافر بطريقة معقدة من خلال هذه الوسيلة. وهذا ما يمنحه الكتلة. يمكنني أن أشرح ذلك بلغات مختلفة، لكن لسوء الحظ، لن يتحسن الأمر.

النموذج الرياضي لهذه الظاهرة، الذي يحمل الاسم الجميل "كسر التناظر اللولبي التلقائي"، تم اقتراحه لأول مرة في عام 1961 في وقت واحد من قبل علماءنا المحليين فاكس ولاركن والعالم الياباني الرائع نامبو، الذي عاش حياته كلها في أمريكا وفي عام 2008 ، في سن متقدمة جدًا، حصل على جائزة نوبل لهذا العمل.

كانت المحاضرة تحتوي على الشريحة 14 التي توضح كيفية انتقال الكواركات. بناءً على هذه الشريحة، يترتب على ذلك أن الكتلة تتشكل بسبب طاقة الكواركات، وليس بسبب مجال الغلونات. وهذه الكتلة ديناميكية - تنشأ نتيجة لتدفقات الطاقة (حركة الكواركات)، في ظل ظروف "الانتهاك التلقائي للتماثل اللولبي".

كل ما كتبته هنا هو مقتطفات مختصرة جدًا من محاضرة ديمتري دياكونوف. من الأفضل قراءة هذه المحاضرة http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/ كاملة. هناك شرائح جميلة تشرح المعنى.

سأشرح لماذا طرحت أسئلة حول الطاقة الكامنة أثناء المناقشة في هذا الموضوع. في الإجابات، أردت أن أقرأ تقريبًا نفس ما كتب في عرض محاضرة ديمتري دياكونوف، من أجل الاعتماد بشكل أكبر على هذه التصريحات ومواصلة المناقشة. لكن، للأسف، لم تتم المناقشة.

وهذا ضروري لتعزيز موقف فرضية تطور المادة. ووفقا لهذه الفرضية، تنشأ الكتلة في عالمنا نتيجة لتركيب المادة. الهيكلة هي تشكيل النظام على خلفية من الفوضى. كل ما هو مكتوب في عرض محاضرة ديمتري دياكونوف، في رأيي، يدعم هذه الفرضية.

يمكن أن تحدث هيكلة المادة على عدة مراحل. التحولات بين المراحل تكون مصحوبة بتغيرات ثورية في خصائص المادة. تسمى هذه التغييرات في الفيزياء التحولات الطورية. من المقبول الآن بشكل عام أن هناك عدة مراحل انتقالية (كتب ديمتري دياكونوف أيضًا عن هذا). يمكن أن يكون لآخر تحولات الطور ظواهر يمكن ملاحظتها يقدمها علماء الكونيات كدليل على النظرية الكونية القياسية. ولذلك فإن الملاحظات لا تتعارض مع هذه الفرضية.

هناك جانب آخر مثير للاهتمام هنا. ولإجراء حسابات تتعلق بالتأثير، ليست هناك حاجة لقياس الإمكانات على الإطلاق. ومن أجل حساب القوة المؤثرة على الشعر وطاقته الإضافية، من الضروري قياس الشحنة الكهربائية (عدد الإلكترونات) التي دخلت إلى جسم الصبي، وأيضاً معرفة الخصائص الهندسية لجسم الصبي، بما في ذلك خصائص شعره وحجم وموقع الأجسام المحيطة الموصلة للكهرباء.

إجابة

• إذا كان الصبي داخل قفص فاراداي، فبقدر ما أفهم، حتى بالطاقة الكهربائية. تواصل معه، فلن يتلقى بريدًا إلكترونيًا على سطحه أبدًا. تكلفة.
  عندما يتم توصيل خلية بكرة مشحونة، سيتم توزيع الشحنة بأكملها على سطح الخلية. لن يكون هناك كهرباء بداخله. القانون الأساسي. المجال، بدون رسوم. كما أن الإمكانات الموجودة على سطح الصبي ستكون صفرًا وسيبقى شعره في مكانه. أعتقد أنه حتى لو التقط سلكًا مؤرضًا بين يديه، فلن يأتي منه شيء. لا توجد شحنة، ولا فرق محتمل، ولا تيار.

  أولئك. باختصار، من خلال وضع الصبي في القفص، فإنك بذلك تقوم بإعادة ضبط بريده الإلكتروني. محتمل. الإمكانات ستكون غير مرئية، لأن إنه ببساطة ليس هناك. :-)

  ويمكن أيضا ملاحظة التأثير مع الفرق المحتمل. للقيام بذلك، يكفي وضع كرة أخرى بجوار الصبي، متصلة بمصدر آخر أو مؤرضة ببساطة. الآن، إذا لمس الصبي كلا الكرتين في وقت واحد، فسوف يشعر بنفسه بالفرق المحتمل (أيها الأطفال، لا تفعلوا هذا!).

  بريد إلكتروني نحن نرى الإمكانات ليس فقط من خلال الشعر. هناك تأثير جميل آخر - أضواء القديس إلمو أو ببساطة - تفريغ الهالة: http://molniezashitadoma.ru/ogon%20elma.jpg

  إجابة

> التأثير الجميل لشعر الصبي لا يرتبط بقدرات المجال الكهربائي، بل بفرق الجهد بين جسم الصبي والبيئة (وبعبارة أخرى، بقوة المجال الكهربائي)

التوتر الكهربائي فن. الحقول ليست اختلافات محتملة على الإطلاق. ؛-)
هذه هي السمة الرئيسية لـ el. فن. المجال الذي يميز كل نقطة من نقاطه: https://ru.wikipedia.org/wiki/Electric_field_tension
_______________

أما بالنسبة لديمتري دياكونوف، فإن تصريحاته تبدو غريبة بالنسبة لي، بعبارة ملطفة... ربما كان مفتونًا جدًا بـ "كواركاته" ومنفصلًا بشكل ملحوظ عن العالم الحقيقي. :-)

كم كان عمر بور عندما أنقذ الفيزياء من سقوط إلكترون على النواة بقوله أن السقوط يحدث في قفزات؟ لأنه يمكن تقسيم المدارات إلى نظيفة وغير نظيفة!
لذلك عملت بها وشارك!
كم كان عمر ماكسويل عندما اخترع المجال الكهرومغناطيسي؟
وكثير من الناس يفهمون أن هناك استقطابا!
أشعر أحيانًا وكأننا قد حظينا بالكثير من الاحترام في سن مبكرة جدًا.
سأكون ممتنًا جدًا لإيجور إيفانوف إذا قام برحلة إلى عصر المكتشفين العظماء.
في بعض الأحيان يبدو لي أن الفيزياء تخاف من الصياغات الواضحة.
أم أنه يخجل؟
....................
ليس النقد بل التوازن.
إيج؟

إجابة

أعتقد أن قانون أفوجادرو ينطبق على جميع الذرات (جميع العناصر الكيميائية) دون استثناء.
وأنا لا أعرف ما هو وزن الذرة الواحدة.
في التجربة الموصوفة، لا يوجد أي توازي مع شروط "اختبار أفوجادرو". ولكن كانت هناك ذرات مختلفة هناك؟
هناك احتمال أننا نحاول فهم شيء مختلف تمامًا عما أراد المجربون اكتشافه.
........................
وكم أعمارهم بالمناسبة؟

إجابة

مشكلة حركة كوكب الأرض بالنسبة للشمس هي مشكلة المغناطيسات الثلاثة. مغناطيسين من نفس القطبية موجهان نحو بعضهما البعض هما الأرض في مستواها بالنسبة لمحور الشمس. الشمس هي المغناطيس الثالث، الذي يدور الأرض والكواكب الأخرى بالنسبة إلى محاورها بما يتناسب مع كتلتها. يشير المدار الإهليلجي للأرض إلى أنه لا تزال هناك بعض القوة المؤثرة على الوتر "الشتوي" للمقطع الناقص. الأجسام الفضائية الصغيرة الباردة أيضًا لا تتحرك بحرية في الفضاء، فقد اكتسبت تسارعًا. لا يمكن لهذه الدراسة إلا أن تؤكد أن قوة الجاذبية للكواكب تنشأ بسبب قواعد الكواكب الساخنة بدرجة كافية. أي أن أي كوكب في النظام الشمسي يكون ساخنًا من الداخل.
لماذا لا يتم سحب الأرض والكواكب الأخرى بالقرب من الشمس؟ النظام ديناميكي وليس ساكنا، ومحاور الكواكب متوازية، لذلك هناك العديد من القمم. والكواكب لا تستطيع تغيير أقطابها، لأن ذلك يعادل مغادرة مدارها.

• • هل تعتقد أنه من الممكن لجسم ذو مجال مغناطيسي وقمر صناعي أن يتحرك بالقصور الذاتي لفترة طويلة لا نهائية؟ في هذه الحالة، يجب أن يكون للأرض قمرين، يقعان بشكل متماثل. يفسر سلوك الجيروسكوب لحظة القصور الذاتي، والتوزيع المتوازن للكتلة بالنسبة لمحور الدوران. إذا كان هناك خلل في القرص العلوي بالنسبة للمحور، فإن محوره يبدأ في وصف الحلزون. وهذا ينطبق أيضًا على الأرض، فهي تمتلك قمرًا صناعيًا واحدًا، كان من المفترض أن يخرجها من مدارها ويحملها إلى الفضاء إذا كانت حركتها بالنسبة للشمس تُفسَّر فقط بعزم القصور الذاتي الميكانيكي. هنا، تحدث المغناطيسية من الشمس قوية جدًا بحيث يمكنها التعويض عن تأثير القمر على الأرض.
    لا يمكن تفسير الحركة المنظمة للكواكب وأقمارها في النظام الشمسي بأي شيء آخر غير المغناطيسية. نحن، في شكل الشمس، لدينا نوع من الجزء الثابت، كوننا دوارًا، لكننا في نفس الوقت جزء ثابت للقمر.

    إجابة

    • المجالات المغناطيسية والكهربائية محمية يا أمبروز. بتعبير أدق، يتم تحويلها. ولكن الآن لا يهم.):
      كيف تتخيل ميزانًا زنبركيًا بوزن كيلوجرام بعد تغطيته بدرع مغناطيسي؟ هل سيتحرك السهم من اليمين إلى اليسار؟
      بدا لي أن الجيروسكوب كان موضوعًا رائعًا لتنمية التفكير. حتى الصينيين يعتقدون ذلك.
      مجرد التفكير في ذلك. يمكن تحريك الجيروسكوب بحرية على طول أي من المحاور الديكارتية الثلاثة! إذا لم تلاحظ ميل محور الجيروسكوب في إشارته إلى قاعدة وهمية ما.
      على سبيل المثال، يمكنك أن ترفع عين عقلك من الأعلى حتى تصبح صغيرة جدًا بالنسبة للراصد بحيث لا تخطر بباله أفكار لرسم محور الدوران من خلال هذه "النقطة".
      بالمناسبة، أمبروز، هل سبق لك أن راودتك أية أفكار حول محاور دوران النقاط المتناهية الصغر؟
      ............
      وهكذا، فإن هذه الخاصية الاستثنائية للجيروسكوب دفعت العلماء إلى البحث عن طبيعة القصور الذاتي الخاص به، والخاصة بالجيروسكوب فقط!
      ربما كانت هذه هي الخطوة الأولى لـ "العلم" للعودة إلى مستقبل الميتافيزيقا. الخطوة الأولى التي لم تسبب الرفض المناعي من قبل المجتمع. (لم يرى الرجال مثل هذا الحزن في حياتهم)
      ....................
      لقد مرت عدة سنوات.
      اقترح أحد العباقرة أن طبيعة القصور الذاتي لجسم مادي ليست داخل الجسم، بل في الفضاء المحيط بهذا الجسم.
      كان هذا الاستنتاج بسيطًا بقدر ما كان مذهلاً.
      علاوة على ذلك، كنموذج لدراسة طبيعة القصور الذاتي، تبين أن الجيروسكوب هو الأداة الأكثر ملاءمة. بعد كل شيء، في إعدادات المختبر يمكن الوصول إليها بسهولة للمراقبة! على عكس، على سبيل المثال، دفق المقذوفات. حتى لو كان هذا التدفق محدودًا بواسطة أنبوب فولاذي.
      هل يمكنك أن تتخيل ما هي الخطوة العملاقة التي اتخذها العلم؟
      .................
      نعم.
      وليس لدي أي فكرة.
      فكر في أمبروز.
      يفكر.

      إجابة

      • "اقترح أحد العباقرة أن طبيعة القصور الذاتي لجسم مادي ليست داخل الجسم، بل في الفضاء المحيط بهذا الجسم."
        أتساءل عما إذا كنت تكتب عن مبدأ التأرجح؟

        ولكن أنا أتحدث عن بلدي. ما كتبته هنا (بتاريخ 20/09/2017 الساعة 08:05) يشير إلى "التناظر المكاني". (لا تبحث عن هذا المصطلح على الإنترنت فأنا أستخدمه). كان هناك في المنشور حديث عن حالة التناظر المكاني رباعية الأبعاد. (يتم توجيه الإحداثيات المكانية الرابعة إلى الخارج من النقطة.) بشكل عام، اتجاهات التماثل المكاني ليست متساوية. ويمكن إظهار ذلك باستخدام الجيروسكوب العلوي لإحداثي واحد. لنأخذ محور الأعداد. هناك اتجاه لمحور العدد في الاتجاه الموجب. وهناك شيء سلبي. إذن، هذه الاتجاهات ليست متساوية. إذا تحركنا في الاتجاه السلبي، فلن نجد على هذا المحور أرقامًا حقيقية تساوي الجذر التربيعي لإحداثيات هذا المحور. تبين أن المحور السلبي متناثر. في الفضاء من المستحيل أن نميز بوضوح أين يكون الاتجاه الموجب وأين يكون الاتجاه السالب. ومع ذلك، يمكنك فصلها باستخدام الجزء العلوي. الجزء العلوي، عند التحرك في الاتجاه على طول محور الجزء العلوي، يشكل المسمار. يمين و يسار. سنأخذ اتجاه المسمار الأيمن باعتباره اتجاهًا موجبًا، والمسمار الأيسر باعتباره اتجاهًا سلبيًا. وفي هذه الحالة يمكن فصل الاتجاهات الإيجابية والسلبية. لذا فإن في الطبيعة عمليات تستشعر الفرق بين الحركة في الاتجاهين الموجب والسالب - أو بمعنى آخر تستشعر تخلخل المحور السالب.

        هنا http://old.site/nauchno-populyarnaya_biblioteka/43375 0/Mnogo_vselennykh_iz_nichego في تعليق على مقال "أكوان كثيرة من لا شيء" لكاتب الخيال العلمي الرائع بافيل أمنويل، كتبت وجهة نظر حول حركة الأم في عالمنا باستخدام "التناظر المكاني". هذا التعليق هو استمرار للمنشور بتاريخ 20/09/2017 الساعة 08:05. هذا هو بالضبط موضوع المقال قيد المناقشة. أود أن أعرف رأيك.

        إجابة

        • لسوء الحظ، لم أجد بعد تعليقك الثاني على المقال المعتمد على أمنوئيل. وفقط من 02.09.17. ربما أنا لست بهذه الحتمية؟):
          لقد ورد ذكر بلانك (كمركبة فضائية.. رجل وباخرة...)
          مثيرة للاهتمام فعلا. عندما أدركت أنه قام بحساب ثابت اسمه ببساطة عن طريق قسمة النتيجة المعروفة على صيغة رايلي، كدت أنفجر من الغضب. وبالعودة إلى بورصة، قمت أيضًا بقص شيء مماثل. لقد اتضح أنه لا يستطيع الكثير من الأشخاص رؤية العلاقات بين الصيغ دون أن يزعجوا أنفسهم بنماذجها الدقيقة. ... كيف يمكنك دهن هذا على الخبز؟
          ):
          في الواقع كانت هناك قصة مثيرة للاهتمام هناك. لقد اخترع الناس فكرة الجسم الأسود تمامًا، وهو غير موجود في الطبيعة.
          لذا خذها، واعثر عليها!
          و ماذا؟
          هل أطلق العلماء على الفضاء اسم سماء السماء؟
          - التماثيل! نعم؟
          لقد أضافوا إليها ببساطة المادة، وخلطوها بالطاقة.
          حسنا، على الأقل بهذه الطريقة.

          وحتى في تلك المقالة، تم اقتراح احتمالية "تصادم الأكوان".
          إنها أسهل.
          -----------
          الآن سأبدأ بالثانية "إذا"، وسأذكر الأولى لاحقًا.
          يستطيع؟
          إذا تمكنا من التمييز بين اثنين (عدة، بقدر ما هو ضروري)، فيجب أن يكون لدى كل واحد منهم ميزة تسمح بمثل هذا الاختيار ظاهريًا.
          حاول العلماء ذات مرة إدراج هذه الميزات في ما يسمى بـ "نظرية المجموعة".
          سنفعل ذلك بشكل أبسط قليلاً - من الواضح أنه من الناحية الظاهرية (من وجهة نظر سهولة وصف "الاصطدام") يمكننا وصف كل كون من الأكوان ببساطة على أنه "قشرة قبل الاصطدام".
          إذا كان الأمر كذلك، فإن عقلنا يمكن أن يعمل
          اصطدام القذائف.
          وإذا لم يكن الأمر كذلك، فإن العقل الذي سمح بتصادم الأكوان لا يزال ناضجًا، لكنه ليس كافيًا.

          إذا اصطدمت قذيفتين (عدة) ، فعندئذ ...
          والآن سوف يذهب الأول إذا:
          إذا كانت مساحة الأصداف الأولية والناتجة ثلاثية الأبعاد، فسيتم تشكيل مستوى على وجه الخصوص.
          على سبيل المثال، الطائرة مسير الشمس.
          وهو ما كان لنا شرف مراقبته.
          كل شيء آخر أقل أهمية بالنسبة لي في الوقت الحالي.

          لقد طال الوقت بالفعل، ولم أجب على السؤال المباشر بعد. لذلك أعتذر مقدما.

          لا، أقصد الموقع الرئيسي لـ GTR.
          لقد تعلمت لأول مرة عن ماخ ومركزه العالمي من والدي. لا يزال في المدرسة. بالمناسبة، أنا أتفق معك. - الفكرة التي صاغها أينشتاين "كانت تحوم في الغلاف الجوي" تم إنشاؤها، في كثير من النواحي، من خلال عمل ماخ. ومن المؤسف أن هذا لم يتم تضمينه في المناهج المدرسية.

          إجابة

    إجابة

إجابة

أكتب تعليقا

الإشعاع الحراري للأجسام

الأسئلة الرئيسية للموضوع:

1. خصائص الإشعاع الحراري.

2. قوانين الإشعاع الحراري (قانون كيرشوف، قانون ستيفان-بولتزمان، قانون فيينا)؛ صيغة بلانك.

3. الأسس الفيزيائية للتصوير الحراري (التصوير الحراري).

4. انتقال الحرارة من الجسم.

أي جسم عند درجة حرارة أعلى من الصفر المطلق (0 كلفن) هو مصدر للإشعاع الكهرومغناطيسي، وهو ما يسمى الإشعاع الحراري. ينشأ بسبب الطاقة الداخلية للجسم.

نطاق الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية (المدى الطيفي) المنبعث من جسم ساخن واسع جدًا. في نظرية الإشعاع الحراري، غالبا ما يعتبر أن الطول الموجي هنا يتراوح من 0 إلى ¥.

يعتمد توزيع طاقة الإشعاع الحراري للجسم على الأطوال الموجية على درجة حرارته. في درجة حرارة الغرفة، تتركز كل الطاقة تقريبًا في منطقة الأشعة تحت الحمراء من مقياس الموجات الكهرومغناطيسية. عند درجات الحرارة المرتفعة (1000 درجة مئوية)، ينبعث جزء كبير من الطاقة في النطاق المرئي.

خصائص الإشعاع الحراري

1. تدفق (طاقة) الإشعاع F(يشار إليه أحيانًا بالحرف ر) - الطاقة المنبعثة خلال ثانية واحدة من كامل سطح الجسم الساخن في جميع الاتجاهات في الفضاء وفي النطاق الطيفي بأكمله:

، في سي . (1)

2. لمعان الطاقة R- الطاقة المنبعثة في ثانية واحدة من 1 متر مربع من سطح الجسم في جميع اتجاهات الفضاء وفي النطاق الطيفي بأكمله. لو سهي مساحة سطح الجسم إذن

, , في SI , (2)

من الواضح أن .

3. كثافة اللمعان الطيفي r α- الطاقة المنبعثة خلال ثانية واحدة من مساحة 1 م2 من سطح الجسم في جميع الاتجاهات عند الطول الموجي  في نطاق طيفي واحد , →

أرز. 1

يسمى اعتماد r l على l نطاقالإشعاع الحراري للجسم عند درجة حرارة معينة (في ت= ثابت). يعطي الطيف توزيع الطاقة المنبعثة من الجسم عبر الأطوال الموجية. موضح في الشكل. 1.

ويمكن أن يظهر أن لمعان حيوية رتساوي مساحة الشكل المحدد بالطيف والمحور (الشكل 1).

4. يتم تحديد قدرة الجسم الساخن على امتصاص طاقة الإشعاع الخارجي معامل الامتصاص أحادي اللون أ ل,

أولئك. لتساوي نسبة تدفق الإشعاع بطول الموجة l الذي يمتصه الجسم إلى تدفق الإشعاع لنفس الطول الموجي الساقط على الجسم. ومن (٣) يأتي ذلك و أنا -كمية بلا أبعاد و.

حسب نوع الإدمان أمن ل تنقسم جميع الهيئات إلى 3 مجموعات:

1). أجساد سوداء تماما:

أ= 1 عند جميع الأطوال الموجية عند أي درجات حرارة (الشكل 3، 1 )، أي. الجسم الأسود بالكامل يمتص بالكامل كل الإشعاعات الساقطة عليه. لا توجد أجسام "سوداء تماما" في الطبيعة، ونموذج لمثل هذا الجسم يمكن أن يكون تجويفا معتما مغلقا مع ثقب صغير (الشكل 2). سيتم امتصاص الشعاع الذي يدخل هذه الحفرة، بعد الانعكاسات المتكررة من الجدران، بالكامل تقريبًا.

الشمس قريبة من جسم أسود بالكامل درجة حرارته T = 6000 K.

2). أجساد رمادية: معامل الامتصاص أ < 1 и одинаков на всех длинах волн при любых температурах (рис. 3, 2 ). على سبيل المثال، يمكن اعتبار جسم الإنسان جسمًا رماديًا في مشاكل التبادل الحراري مع البيئة.

3). جميع الهيئات الأخرى:

بالنسبة لهم معامل الامتصاص أ< 1 и зависит от длины волны, т.е. أل = F(ل)، ويمثل هذا الاعتماد طيف الامتصاص للجسم (الشكل 1). 3 , 3 ).

الإشعاع الحراري - الاشعاع الكهرومغناطيسي ومصدرها طاقة الحركة الحرارية للذرات والجزيئات

1. خصائص الإشعاع الحراري

الإشعاع الحراري - هذا هو الإشعاع الكهرومغناطيسي للذرات والجزيئات الذي ينشأ أثناء حركتها الحرارية.

إذا لم يستقبل الجسم المشع الحرارة من الخارج فإنه يبرد وتنخفض طاقته الداخلية إلى متوسط ​​طاقة الحركة الحرارية لجزيئات البيئة. الإشعاع الحراري هو سمة لجميع الأجسام عند درجات حرارة أعلى من الصفر المطلق.

خصائص الإشعاع الحراري هي تدفق الإشعاع، لمعان الطاقة، الكثافة الطيفية لمعان الطاقة، معامل الامتصاص.

تدفق الإشعاع F (التدفق الإشعاعي) هو متوسط ​​قدرة الإشعاع خلال فترة زمنية أطول بكثير من فترة التذبذبات الضوئية:

في SI، يتم قياس تدفق الإشعاع بالواط (W).

يسمى التدفق الإشعاعي لكل وحدة سطحية لمعان حيوية يور (كثافة التدفق الإشعاعي):

. (2)

وحدة اللمعان في النظام الدولي للوحدات هي 1 وات/م2.

يصدر الجسم الساخن موجات كهرومغناطيسية ذات أطوال مختلفة. دعونا نختار تكاملًا صغيرًا للأطوال الموجية من  إلى  + d.

يتناسب اللمعان النشط المقابل لهذا الفاصل الزمني مع عرض الفاصل الزمني:

. (3)

أين ص  -الكثافة الطيفية لمعان الطاقة لجسم ما ، تساوي نسبة لمعان الطاقة لقسم ضيق من الطيف إلى عرض هذا القسم. وحدة قياس ص  في SI هو 1 واط / م 3.

يسمى اعتماد الكثافة الطيفية للسطوع النشط على الطول الموجي طيف إشعاع الجسم .

بعد التكامل (3)، نحصل على تعبير عن اللمعان النشط للجسم:

. (4)

تؤخذ حدود التكامل بشكل زائد لتأخذ في الاعتبار جميع الإشعاعات الحرارية الممكنة.

وتتميز بقدرة الجسم على امتصاص الطاقة الإشعاعية معامل الامتصاص.

معامل الامتصاص تساوي نسبة تدفق الإشعاع الذي يمتصه جسم ما إلى تدفق الإشعاع الساقط عليه.

. (5)

يعتمد معامل الامتصاص على الطول الموجي، لذلك تم تقديم المفهوم بالنسبة للتدفقات أحادية اللون معامل الامتصاص أحادي اللون:

. (6)

مفاهيم الجسم الأسود تمامًا والجسم الرمادي.

من الصيغ (5 و 6)، يترتب على ذلك أن معاملات الامتصاص يمكن أن تأخذ قيمًا من 0 إلى 1. الأجسام السوداء تمتص الإشعاع جيدًا: الورق الأسود، الأقمشة، المخمل، السخام، البلاتين الأسود، إلخ. يمتص إشعاع الجسم ذو الأسطح البيضاء والمرآة الإشعاع بشكل سيء. يسمى الجسم الذي معامل امتصاصه يساوي وحدة جميع الترددات أسود تماما . يمتص كل الإشعاعات الساقطة عليه. الجسم الأسود بالكامل هو تجريد مادي. لا توجد مثل هذه الهيئات في الطبيعة. نموذج الجسم الأسود تمامًا هو ثقب صغير في تجويف مغلق معتم (الشكل). سيتم امتصاص الشعاع الذي يدخل هذه الحفرة، والذي ينعكس عدة مرات من الجدران، بالكامل تقريبًا. لذلك، مع وجود ثقب صغير في تجويف كبير، لن يتمكن الشعاع من الخروج، أي أنه سيتم امتصاصه بالكامل. الحفرة العميقة، النافذة المفتوحة غير المضاءة من داخل الغرفة، البئر هي أمثلة على أجساد تقترب من خصائص اللون الأسود المطلق.

أرز. 1. نموذج لجسم أسود بالكامل.

يسمى الجسم الذي معامل امتصاصه أقل من الواحد ولا يعتمد على الطول الموجي للضوء الساقط عليهرمادي . لا توجد أجسام رمادية في الطبيعة، لكن بعض الأجسام الموجودة في نطاق معين من الطول الموجي تنبعث وتمتص على شكل أجسام رمادية. على سبيل المثال، يعتبر جسم الإنسان أحيانًا رماديًا، حيث يبلغ معامل امتصاصه 0.9.

في نهاية التاسع عشر - بداية القرن العشرين. اكتشفها V. Roentgen - الأشعة السينية (الأشعة السينية)، A. Becquerel - ظاهرة النشاط الإشعاعي، J. Thomson - الإلكترون. لكن الفيزياء الكلاسيكية لم تكن قادرة على تفسير هذه الظواهر.

أ. تطلبت نظرية النسبية لأينشتاين مراجعة جذرية لمفهوم المكان والزمان. أكدت التجارب الخاصة صحة فرضية جيه ماكسويل حول الطبيعة الكهرومغناطيسية للضوء. يمكن الافتراض أن انبعاث الموجات الكهرومغناطيسية من الأجسام الساخنة يرجع إلى الحركة التذبذبية للإلكترونات. ولكن كان لا بد من تأكيد هذا الافتراض من خلال مقارنة البيانات النظرية والتجريبية.

للنظر النظري لقوانين الإشعاع استخدمنا نموذج الجسم الأسود أي الجسم الذي يمتص بالكامل الموجات الكهرومغناطيسية مهما كان طولها، وبالتالي يصدر جميع أطوال الموجات الكهرومغناطيسية.

أثبت الفيزيائيان النمساويان ستيفان وإل بولتزمان بشكل تجريبي أن الطاقة الإجمالية ه،ينبعث من كل جسم أسود لكل وحدة سطح، بما يتناسب مع القوة الرابعة لدرجة الحرارة المطلقة ت:

حيث ق = 5.67. 10 -8 J/(m2.K-s) هو ثابت ستيفان-بولتزمان.

كان يسمى هذا القانون قانون ستيفان بولتزمان.لقد جعل من الممكن حساب الطاقة الإشعاعية لجسم أسود بالكامل من درجة حرارة معروفة.

فرضية بلانك

في محاولة للتغلب على صعوبات النظرية الكلاسيكية في تفسير إشعاع الجسم الأسود، طرح م. بلانك في عام 1900 الفرضية التالية: تنبعث الذرات من الطاقة الكهرومغناطيسية في أجزاء منفصلة - الكميات . طاقة ه

أين ح = 6.63 . 10 -34 ج . ج- ثابت بلانك.

في بعض الأحيان يكون من المناسب قياس الطاقة وثابت بلانك بالإلكترون فولت.

ثم ح = 4.136 . 10 -15 فولت . مع. في الفيزياء الذرية يتم استخدام الكمية أيضا

(1 فولت هي الطاقة التي تكتسبها الشحنة الأولية عند المرور عبر فرق جهد متسارع قدره 1 فولت. 1 فولت = 1.6...10 -19 جول).

وهكذا أوضح م. بلانك الطريق للخروج من الصعوبات التي واجهتها نظرية الإشعاع الحراري، وبعدها بدأت نظرية فيزيائية حديثة في التطور تسمى فيزياء الكم.

تأثير الصورة

تأثير الصورة يسمى انبعاث الإلكترونات من سطح المعدن تحت تأثير الضوء عام 1888اكتشف G. Hertz أنه عندما يتم تشعيع الأقطاب الكهربائية ذات الجهد العالي بالأشعة فوق البنفسجية، يحدث التفريغ على مسافة أكبر بين الأقطاب الكهربائية أكثر من عدم التشعيع.

يمكن ملاحظة التأثير الكهروضوئي في الحالات التالية:

1. يتم شحن لوحة الزنك المتصلة بالمكشاف الكهربائي بشكل سلبي وتشعيعها بالأشعة فوق البنفسجية. يتم تفريغها بسرعة. إذا قمت بشحنه بشكل إيجابي، فلن يتغير شحن اللوحة.

2. تصطدم الأشعة فوق البنفسجية التي تمر عبر قطب الشبكة الموجب بلوحة الزنك المشحونة سالبًا وتطرد الإلكترونات منها، التي تندفع نحو الشبكة، مما يؤدي إلى إنشاء تيار ضوئي مسجل بواسطة جلفانومتر حساس.

قوانين التأثير الكهروضوئي

تم وضع القوانين الكمية للتأثير الكهروضوئي (1888-1889) من قبل أ.ج.ستوليتوف.

استخدم بالونًا زجاجيًا مفرغًا مزودًا بقطبين كهربائيين. يدخل الضوء (بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية) إلى الكاثود من خلال زجاج الكوارتز. باستخدام مقياس الجهد، يمكنك ضبط الجهد بين الأقطاب الكهربائية. تم قياس التيار في الدائرة بالملليمتر.

نتيجة للإشعاع، يمكن للإلكترونات الخارجة من القطب أن تصل إلى القطب المعاكس وتولد بعض التيار الأولي. مع زيادة الجهد، يقوم المجال بتسريع الإلكترونات ويزداد التيار، ليصل إلى مرحلة التشبع، حيث تصل جميع الإلكترونات المقذوفة إلى القطب الموجب.

إذا تم تطبيق جهد عكسي، يتم تثبيط الإلكترونات وينخفض ​​التيار. مع ما يسمى عرقلة الجهدتوقف التيار الضوئي. وفقًا لقانون حفظ الطاقة، حيث m هي كتلة الإلكترون، و υ max هي السرعة القصوى للإلكترون الضوئي.

القانون الأول

من خلال التحقيق في اعتماد التيار في الاسطوانة على الجهد بين الأقطاب الكهربائية عند تدفق ضوء ثابت لأحدهم، أسس القانون الأول للتأثير الكهروضوئي.

يتناسب التيار الضوئي المشبع مع حادث التدفق الضوئي على المعدن .

لأن يتم تحديد قوة التيار من خلال حجم الشحنة، ويتم تحديد التدفق الضوئي من خلال طاقة شعاع الضوء، فيمكننا أن نقول:

ح يتناسب عدد الإلكترونات المنطلقة من مادة ما خلال ثانية واحدة مع شدة الضوء الساقط على هذه المادة.

القانون الثاني

من خلال تغيير ظروف الإضاءة في نفس التركيب، اكتشف A. G. Stoletov القانون الثاني للتأثير الكهروضوئي: لا تعتمد الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية على شدة الضوء الساقط، بل تعتمد على تردده.

ويترتب على التجربة أنه إذا زاد تردد الضوء، فإنه عند التدفق الضوئي المستمر يزداد جهد الحجب، وبالتالي تزداد الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية أيضًا. هكذا، تزداد الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية خطيًا مع تردد الضوء.

القانون الثالث

من خلال استبدال مادة الكاثود الضوئي في الجهاز، أنشأ ستوليتوف القانون الثالث للتأثير الكهروضوئي: لكل مادة حد أحمر للتأثير الكهروضوئي، أي أن هناك حدًا أدنى للتردد nدقيقة، حيث لا يزال التأثير الكهروضوئي ممكنًا.

عندما ن< n min ни при какой интенсивности волны падающего на фотокатод света фотоэффект не произойдет. Т.к. , тоالحد الأدنى من الترددمباريات خفيفة الحد الأقصى للطول الموجي.