Karakteristike toplotnog zračenja. Zračenje iz zagrijanog tijela Zračenje iz zagrijanih tijela

Zakoni toplotnog zračenja. Radiant toplina.

Ovo može biti novost za neke, ali prijenos temperature se ne događa samo toplotnom provodljivošću kroz dodir jednog tijela na drugo. Svako telo (čvrsto, tečno i gasovito) emituje toplotne zrake određenog talasa. Ove zrake, napuštajući jedno tijelo, apsorbira ih drugo tijelo i preuzimaju toplinu. A ja ću pokušati da vam objasnim kako se to dešava, i koliko toplote gubimo ovim zračenjem kod kuće. (Mislim da će mnoge biti zainteresovane da vide ove brojke). Na kraju članka riješit ćemo problem iz stvarnog primjera.

Članak će sadržavati formule u tri priče i integralne izraze za matematičare, ali ne bojte ih se, ne morate čak ni ulaziti u ove formule. U zadatku ću vam dati formule koje se mogu riješiti jednim potezom, a ne morate znati ni višu matematiku, dovoljno je znati elementarnu aritmetiku.

U to sam se više puta uvjerio da mi je, dok sam sjedio pored vatre (obično velike), lice opečeno od ovih zraka. A ako sam dlanovima pokrio vatru i ispružio ruke, pokazalo se da mi je lice prestalo da gori. Nije teško pretpostaviti da su ovi zraci ravni kao svjetlost. Ne peče me vazduh koji kruži oko vatre, pa čak ni vazduh, već direktni, nevidljivi toplotni zraci koji dolaze iz vatre.

U svemiru obično postoji vakuum između planeta i stoga se prijenos temperatura vrši isključivo toplotnim zracima (Sve zrake su elektromagnetski valovi).

Toplotno zračenje ima istu prirodu kao i svjetlost i elektromagnetne zrake (talasi). Jednostavno, ti talasi (zraci) imaju različite talasne dužine.

Na primjer, talasne dužine u rasponu od 0,76 - 50 mikrona nazivaju se infracrvenim. Sva tijela na sobnoj temperaturi + 20 °C emituju uglavnom infracrvene valove s valnim dužinama blizu 10 mikrona.

Svako tijelo, osim ako se njegova temperatura razlikuje od apsolutne nule (-273,15 °C), sposobno je da šalje zračenje u okolni prostor. Stoga, svako tijelo emituje zrake na tijela koja ga okružuju i, zauzvrat, pod utjecajem je zračenja tih tijela.

Svaki namještaj u kući (stolica, stol, zidovi, pa čak i sofa) emituje zrake topline.

Toplotno zračenje se može apsorbirati ili proći kroz tijelo, a može se jednostavno reflektirati od tijela. Refleksija toplotnih zraka je slična refleksiji svetlosnog zraka koji se odbija od ogledala. Apsorpcija toplotnog zračenja je slična onome kako crni krov postaje veoma vruć od sunčevih zraka. A prodiranje ili prolaz zraka je sličan onome kako zrake prolaze kroz staklo ili zrak. Najčešći tip elektromagnetnog zračenja u prirodi je toplotno zračenje.

Po svojim svojstvima vrlo blisko crnom tijelu je takozvano reliktno zračenje, ili kosmička mikrovalna pozadina - zračenje koje ispunjava Univerzum temperaturom od oko 3 K.

Općenito, u nauci termotehnike, kako bi se objasnili procesi toplinskog zračenja, zgodno je koristiti koncept crnog tijela kako bi se kvalitativno objasnili procesi toplinskog zračenja. Samo crno tijelo može na neki način olakšati proračune.

Kao što je gore opisano, svako tijelo je sposobno za:

Crno tijelo- ovo je tijelo koje u potpunosti apsorbira toplinsku energiju, odnosno ne reflektira zrake i toplotno zračenje ne prolazi kroz njega. Ali ne zaboravite da crno tijelo emituje toplotnu energiju.

Zato je tako lako primijeniti proračune na ovo tijelo.

Koje poteškoće nastaju u proračunima ako tijelo nije crno tijelo?

Tijelo koje nije crno tijelo ima sljedeće faktore:

Ova dva faktora toliko komplikuju proračun da „mama, ne brini“. Veoma je teško tako misliti. Ali naučnici nisu baš objasnili kako izračunati sivo tijelo. Inače, sivo tijelo je tijelo koje nije crno tijelo.

Postoji i koncept: bijelo tijelo i prozirno tijelo, ali više o tome u nastavku.

Toplotno zračenje ima različite frekvencije (različiti talasi), a svako pojedinačno telo može imati različitu talasnu dužinu zračenja. Osim toga, kada se temperatura promijeni, ova talasna dužina se može promijeniti, a može se promijeniti i njen intenzitet (snaga zračenja).

Svi ovi faktori će toliko zakomplicirati proces da je teško pronaći univerzalnu formulu za izračunavanje gubitaka energije zbog zračenja. I stoga, u udžbenicima i bilo kojoj literaturi, crno tijelo se koristi za proračune, a druga siva tijela se koriste kao dio crnog tijela. Za izračunavanje sivog tijela koristi se koeficijent crne boje. Ovi koeficijenti su dati u priručniku za neke materijale.

Pogledajmo sliku koja potvrđuje složenost izračunavanja emisivnosti.

Na slici su prikazane dvije kuglice koje sadrže čestice ove lopte. Crvene strelice su zrake koje emituju čestice.

Zamislite crno tijelo.

Unutar crnog tijela, duboko unutra postoje neke čestice koje su označene narandžastom bojom. Emituju zrake koje upijaju druge čestice u blizini, koje su označene žutom bojom. Zraci narandžastih čestica crnog tijela ne mogu proći kroz druge čestice. I stoga, samo vanjske čestice ove lopte emituju zrake preko cijele površine lopte. Stoga je proračun crnog tijela lako izračunati. Takođe je opšte prihvaćeno da crno telo emituje čitav spektar talasa. Odnosno, emituje sve dostupne talase različitih dužina. Sivo tijelo može emitovati dio valnog spektra, samo određene talasne dužine.

Zamislite sivo tijelo.

Unutar sivog tijela, čestice koje se nalaze unutar emituju neke od zraka koje prolaze kroz druge čestice. I to je jedini razlog zašto izračun postaje komplikovaniji.

Toplotno zračenje- ovo je elektromagnetno zračenje koje nastaje kao rezultat pretvaranja energije toplinskog kretanja čestica tijela u energiju zračenja. To je termička priroda pobuđivanja elementarnih emitera (atoma, molekula, itd.) koja suprotstavlja toplotno zračenje svim drugim vrstama luminescencije i određuje njegovo specifično svojstvo da zavisi samo od temperature i optičkih karakteristika tijela koje emituje.

Iskustvo pokazuje da se toplotno zračenje opaža u svim tijelima na bilo kojoj temperaturi osim 0 K. Naravno, intenzitet i priroda zračenja zavise od temperature tijela koje emituje. Na primjer, sva tijela sa sobnom temperaturom od +20°C emituju uglavnom infracrvene valove s valnim dužinama blizu 10 mikrona, a Sunce emituje energiju čiji je maksimum na 0,5 mikrona, što odgovara vidljivom rasponu. Pri T → 0 K, tijela praktično ne emituju.

Toplotno zračenje dovodi do smanjenja unutrašnje energije tijela i, posljedično, do smanjenja tjelesne temperature, do hlađenja. Zagrijano tijelo oslobađa unutrašnju energiju zbog toplotnog zračenja i hladi se na temperaturu okolnih tijela. Zauzvrat, apsorbirajući zračenje, hladna tijela se mogu zagrijati. Takvi procesi, koji se mogu odvijati i u vakuumu, nazivaju se zračenjem.

Čisto crno tijelo- fizička apstrakcija koja se koristi u termodinamici, tijelo koje apsorbira svo elektromagnetno zračenje koje pada na njega u svim rasponima i ne reflektira ništa. Unatoč imenu, potpuno crno tijelo može samo emitovati elektromagnetno zračenje bilo koje frekvencije i vizualno imati boju. Spektar zračenja potpuno crnog tijela određen je samo njegovom temperaturom.

Tabela:

(Raspon temperature u Kelvinima i njihova boja)

do 1000 crvenih

1000-1500 Narandžasta

1500-2000 Žuta

2000-4000 Blijedo žuta

4000-5500 Žućkasto bijela

5500-7000 Čisto bijela

7000-9000 Plavkasto bijela

9000-15000 Bijelo-plava

15000-∞ Plava

Inače, na osnovu talasne dužine (boje) odredili smo temperaturu sunca, ona je oko 6000 Kelvina. Ugljevi obično svijetle crveno. Podsjeća li vas ovo na nešto? Temperaturu možete odrediti po boji. Odnosno, postoje uređaji koji mjere valnu dužinu i na taj način određuju temperaturu materijala.

Najcrnje stvarne tvari, na primjer, čađ, apsorbiraju do 99% upadnog zračenja (tj. imaju albedo od 0,01) u vidljivom opsegu valnih dužina, ali apsorbiraju infracrveno zračenje mnogo slabije. Duboka crna boja nekih materijala (ugljen, crni baršun) i zjenica ljudskog oka objašnjava se istim mehanizmom. Među tijelima Sunčevog sistema, Sunce u najvećoj mjeri ima svojstva potpuno crnog tijela. Po definiciji, Sunce praktično ne reflektuje zračenje. Termin je skovao Gustav Kirchhoff 1862.

Prema spektralnoj klasifikaciji, Sunce pripada tipu G2V („žuti patuljak“). Temperatura površine Sunca dostiže 6000 K, tako da Sunce sija gotovo bijelom svjetlošću, ali zbog apsorpcije dijela spektra Zemljinom atmosferom blizu površine naše planete, ova svjetlost poprima žutu nijansu.

Apsolutno crna tijela apsorbiraju 100% i istovremeno se zagrijavaju, i obrnuto! zagrijano tijelo - zrači 100%, to znači da postoji strogi obrazac (formula zračenja crnog tijela) između temperature Sunca - i njegovog spektra - pošto su i spektar i temperatura već određeni - da, Sunce ima nema odstupanja od ovih parametara!

U astronomiji postoji takav dijagram - "Spektar-Luminozitet", tako da naše Sunce pripada "glavnom nizu" zvijezda, kojem pripada većina drugih zvijezda, odnosno skoro sve zvijezde su "apsolutno crna tijela", čudno kao može izgledati... Izuzeci - bijeli patuljci, crveni divovi i nove, supernove...

Ovo je neko ko nije studirao fiziku u školi.

Potpuno crno tijelo apsorbira SVA zračenja i emituje više od svih drugih tijela (što više tijelo apsorbira, to se više zagrijava; što se više zagrijava, više emituje).

Neka imamo dvije površine - sivu (sa koeficijentom crnila 0,5) i apsolutno crnu (sa koeficijentom crnila 1).

Koeficijent emisivnosti je koeficijent apsorpcije.

Sada, usmjeravajući isti tok fotona, recimo 100, na ove površine.

Siva površina će apsorbirati 50 od njih, crna površina će apsorbirati svih 100.

Koja površina emituje više svjetlosti - u kojoj 50 fotona ili 100 "sjedi"?

Planck je bio prvi koji je ispravno izračunao zračenje crnog tijela.

Sunčevo zračenje se približno povinuje Planckovoj formuli.

I tako da počnemo proučavati teoriju...

Zračenje se odnosi na emisiju i širenje elektromagnetnih talasa bilo koje vrste. U zavisnosti od talasne dužine, razlikuju se: rendgensko, ultraljubičasto, infracrveno, svetlo (vidljivo) zračenje i radio talasi.

rendgensko zračenje- elektromagnetski talasi, čija energija fotona leži na skali elektromagnetnih talasa između ultraljubičastog zračenja i gama zračenja, što odgovara talasnim dužinama od 10−2 do 103 Angstroma. 10 Angstroma = 1 nm. (0,001-100 nm)

Ultraljubičasto zračenje(ultraljubičasto, ultraljubičasto, UV) - elektromagnetno zračenje, koje zauzima raspon između ljubičaste granice vidljivog zračenja i rendgenskog zračenja (10 - 380 nm).

Infracrveno zračenje- elektromagnetno zračenje, koje zauzima područje spektra između crvenog kraja vidljive svjetlosti (sa talasnom dužinom λ = 0,74 μm) i mikrotalasnog zračenja (λ ~ 1-2 mm).

Sada je cijeli raspon infracrvenog zračenja podijeljen u tri komponente:

Područje kratkih talasnih dužina: λ = 0,74-2,5 µm;

Područje srednjeg talasa: λ = 2,5-50 µm;

Područje duge talasne dužine: λ = 50-2000 µm;

Vidljivo zračenje- elektromagnetni talasi koje percipira ljudsko oko. Osetljivost ljudskog oka na elektromagnetno zračenje zavisi od talasne dužine (frekvencije) zračenja, pri čemu se maksimalna osetljivost javlja na 555 nm (540 teraherca), u zelenom delu spektra. Pošto se osetljivost postepeno smanjuje na nulu kako se udaljavamo od tačke maksimuma, nemoguće je naznačiti tačne granice spektralnog opsega vidljivog zračenja. Tipično, područje od 380-400 nm (750-790 THz) uzima se kao kratkotalasna granica, a 760-780 nm (385-395 THz) kao dugotalasna granica. Elektromagnetno zračenje ovih talasnih dužina naziva se i vidljiva svetlost, ili jednostavno svetlost (u užem smislu reči).

Radio emisije(radio talasi, radio frekvencije) - elektromagnetno zračenje sa talasnim dužinama od 5 10−5-1010 metara i frekvencijama, respektivno, od 6 1012 Hz i do nekoliko Hz. Radio talasi se koriste za prenos podataka u radio mrežama.

Toplotno zračenje je proces širenja u prostoru unutrašnje energije tijela koje zrače pomoću elektromagnetnih valova. Uzročnici ovih talasa su materijalne čestice koje čine supstancu. Za širenje elektromagnetnih valova nije potreban materijalni medij, oni se u vakuumu šire brzinom svjetlosti i karakteriziraju ih talasna dužina λ ili frekvencija oscilovanja ν. Na temperaturama do 1500 °C, glavni dio energije odgovara infracrvenom i dijelom svjetlosnom zračenju (λ=0,7÷50 µm).

Treba napomenuti da se energija zračenja ne emituje kontinuirano, već u obliku određenih porcija – kvanta. Nosioci ovih delova energije su elementarne čestice zračenja - fotoni, koji imaju energiju, količinu kretanja i elektromagnetnu masu. Kada energija zračenja udari u druga tijela, ona je djelomično apsorbiraju, djelomično se reflektiraju i dijelom prolaze kroz tijelo. Proces pretvaranja energije zračenja u unutrašnju energiju tijela koje apsorbira naziva se apsorpcija. Većina čvrstih tijela i tekućina emituju energiju svih valnih dužina u rasponu od 0 do ∞, odnosno imaju kontinuirani emisioni spektar. Gasovi emituju energiju samo u određenim rasponima talasnih dužina (selektivni emisioni spektar). Čvrste materije emituju i apsorbuju energiju kroz svoju površinu, a gasove kroz svoju zapreminu.

Energija koja se emituje u jedinici vremena u uskom opsegu talasnih dužina (od λ do λ+dλ) naziva se fluks monohromatskog zračenja Qλ. Tok zračenja koji odgovara cijelom spektru u rasponu od 0 do ∞ naziva se integralni ili ukupni fluks zračenja Q(W). Integralni fluks zračenja koji se emituje sa jedinične površine tela u svim pravcima hemisfernog prostora naziva se integralna gustina zračenja (W/m2).

Da biste razumjeli ovu formulu, razmotrite sliku.

Nisam slučajno prikazao dvije verzije tijela. Formula vrijedi samo za tijelo kvadratnog oblika. Pošto područje zračenja mora biti ravno. Pod uslovom da emituje samo površina tela. Unutrašnje čestice ne emituju.

Poznavajući gustinu zračenja materijala, možete izračunati koliko se energije troši na zračenje:

Potrebno je shvatiti da zraci koji izlaze iz ravni imaju različite intenzitete zračenja u odnosu na normalu ravni.

Lambertov zakon. Energija zračenja koju emituje tijelo širi se u prostoru u različitim smjerovima s različitim intenzitetom. Zakon koji uspostavlja zavisnost intenziteta zračenja od pravca naziva se Lambertov zakon.

Lambertov zakon utvrđuje da je količina energije zračenja koju emituje površinski element u pravcu drugog elementa proporcionalna umnošku količine energije emitovane duž normale sa veličinom prostornog ugla napravljenog smerom zračenja sa normalom

Vidi sliku.

Intenzitet svakog zraka može se pronaći pomoću trigonometrijske funkcije:

Odnosno, to je neka vrsta kutnog koeficijenta i striktno se pridržava trigonometrije ugla. Koeficijent vrijedi samo za crno tijelo. Budući da će obližnje čestice apsorbirati bočne zrake. Za sivo tijelo potrebno je uzeti u obzir broj zraka koji prolaze kroz čestice. Mora se uzeti u obzir i refleksija zraka.

Posljedično, najveća količina energije zračenja emituje se u smjeru okomitom na površinu zračenja. Lambertov zakon u potpunosti vrijedi za apsolutno crno tijelo i za tijela sa difuznim zračenjem na temperaturi od 0 - 60°C. Lambertov zakon ne važi za polirane površine. Za njih će emisija zračenja pod kutom biti veća nego u smjeru normalnom na površinu.

U nastavku ćemo svakako razmotriti obimnije formule za izračunavanje količine topline koju tijelo gubi. Ali za sada je potrebno naučiti nešto dodatno o teoriji.

Malo o definicijama. Definicije će vam dobro doći da se pravilno izrazite.

Imajte na umu da većina čvrstih tijela i tekućina ima kontinuirani (neprekidni) spektar zračenja. To znači da imaju sposobnost da emituju zrake svih talasnih dužina.

Čak i običan sto u prostoriji, poput čvrstog tijela, može emitovati rendgensko ili ultraljubičasto zračenje, ali je njegov intenzitet toliko nizak da ga ne samo da ne primjećujemo, već se njegova vrijednost u odnosu na druge valove može približiti nuli.

Radijacijski fluks (ili fluks zračenja) je omjer energije zračenja i vremena zračenja, W:

gdje je Q energija zračenja, J; t - vrijeme, s.

Ako se fluks zračenja koji emituje proizvoljna površina u svim smjerovima (tj. unutar hemisfere proizvoljnog radijusa) javlja u uskom rasponu valnih dužina od λ do λ+Δλ, tada se naziva monokromatski tok zračenja

Ukupno zračenje sa površine tela na svim talasnim dužinama spektra naziva se integralni ili ukupni tok zračenja F

Integralni fluks koji se emituje sa jedinične površine naziva se površinska gustina fluksa integralnog zračenja ili emisivnosti, W/m2,

Formula se može koristiti i za monokromatsko zračenje. Ako toplotno monohromatsko zračenje padne na površinu tela, tada će telo u opštem slučaju apsorbovati deo jednak B λ ovog zračenja, tj. će se pretvoriti u drugi oblik energije kao rezultat interakcije sa materijom, dio F λ će se reflektirati, a dio D λ će proći kroz tijelo. Ako pretpostavimo da je upad zračenja na tijelo jednak jedinici, onda

B λ +F λ +D λ =1

gdje su B λ, F λ, D λ koeficijenti apsorpcije i refleksije, respektivno

i prijenos tijela.

Kada unutar spektra vrijednosti B, F, D ostaju konstantne, tj. ne zavise od talasne dužine, nema potrebe za indeksima. U ovom slučaju

Ako je B = 1 (F = D = 0), onda se tijelo koje potpuno apsorbira svo zračenje koje pada na njega, bez obzira na valnu dužinu, smjer upada i stanje polarizacije zračenja, naziva crnim tijelom ili potpunim emiterom.

Ako je F=1 (B=D=0), onda se zračenje koje upada na tijelo potpuno reflektira. U slučaju kada je površina tijela hrapava, zraci se reflektiraju raspršeno (difuzna refleksija), a tijelo se naziva bijelim, a kada je površina tijela glatka i refleksija slijedi zakone geometrijske optike, tada se tijelo (površina) naziva se ogledalo. U slučaju kada je D = 1 (B = F = 0), tijelo je propustljivo za toplinske zrake (dijatermično).

Čvrste materije i tečnosti su praktično neprozirne za toplotne zrake (D = 0), tj. atermičan. Za takva tela

U prirodi nema apsolutno crnih tijela, kao ni prozirnih ili bijelih tijela. Takva tijela se moraju smatrati naučnim apstrakcijama. Ali ipak, neka stvarna tijela mogu po svojim svojstvima biti prilično bliska takvim idealiziranim tijelima.

Treba napomenuti da neka tijela imaju određena svojstva u odnosu na zrake određene talasne dužine, a različita svojstva u odnosu na zrake različite dužine. Na primjer, tijelo može biti prozirno za infracrvene zrake i neprozirno za vidljive (svjetlosne) zrake. Površina tijela može biti glatka u odnosu na zrake jedne talasne dužine i hrapava za zrake druge talasne dužine.

Gasovi, posebno oni pod niskim pritiskom, za razliku od čvrstih materija i tečnosti, emituju linijski spektar. Dakle, gasovi apsorbuju i emituju zrake samo određene talasne dužine, ali ne mogu niti emitovati niti apsorbovati druge zrake. U ovom slučaju govore o selektivnoj apsorpciji i emisiji.

U teoriji toplotnog zračenja važnu ulogu igra veličina koja se zove spektralna gustina fluksa zračenja ili spektralna emisivnost, a to je omjer gustine fluksa zračenja emitovanog u beskonačno malom intervalu talasnih dužina od λ do λ+Δλ na veličinu ovog intervala talasne dužine Δλ, W/m 2,

gdje je E površinska gustina radijantnog fluksa, W/m2.

Sada se nadam da razumete da proces izračunavanja postaje izuzetno težak. Moramo još raditi i raditi u tom pravcu. Svaki materijal mora biti testiran na različitim temperaturama. Ali iz nekog razloga praktički nema podataka o materijalima. Ili bolje rečeno, nisam našao eksperimentalnu referencu o materijalima.

Zašto ne postoji vodič za takve materijale? Zato što je toplotno zračenje veoma malo, i mislim da je malo verovatno da će preći 10% u našim životnim uslovima. Stoga, oni nisu uključeni u obračun. Kada često letimo u svemir, tada će se pojaviti sve kalkulacije. Tačnije, naša astronautika je prikupila podatke o materijalima, ali oni još nisu slobodno dostupni.

Zakon apsorpcije energije zračenja

Svako tijelo je sposobno apsorbirati dio energije zračenja, više o tome u nastavku.

Ako fluks zračenja padne na bilo koje tijelo debljine l (vidi sliku), tada se u općenitom slučaju smanjuje kako prolazi kroz tijelo. Pretpostavlja se da je relativna promjena radijantnog fluksa duž putanje Δl direktno proporcionalna putanji fluksa:

Koeficijent proporcionalnosti b naziva se indeks apsorpcije, koji općenito ovisi o fizičkim svojstvima tijela i talasnoj dužini.

Integrirajući u rasponu od l do 0 i uzimajući b konstantu, dobijamo

Uspostavimo vezu između spektralnog koeficijenta apsorpcije tijela B λ i spektralnog koeficijenta apsorpcije tvari b λ.

Iz definicije spektralnog koeficijenta apsorpcije B λ imamo

Nakon zamjene vrijednosti u ovu jednačinu, dobijamo odnos između spektralnog koeficijenta apsorpcije B λ i spektralnog indeksa apsorpcije B λ.

Koeficijent apsorpcije B λ jednak je nuli pri l 1 = 0 i b λ = 0. Za veliku vrijednost bλ dovoljna je vrlo mala vrijednost l, ali još uvijek nije jednaka nuli, tako da vrijednost B λ je onoliko blizu jedinstvu koliko želite. U ovom slučaju možemo reći da se apsorpcija događa u tankom površinskom sloju tvari. Samo u tom razumijevanju moguće je govoriti o površinskoj apsorpciji. Za većinu čvrstih tijela, zbog velike vrijednosti koeficijenta apsorpcije b λ, dolazi do „površinske apsorpcije“ u navedenom smislu, pa je stoga na koeficijent apsorpcije veliki utjecaj stanje njegove površine.

Tijela, iako sa malim koeficijentom apsorpcije, kao što su plinovi, mogu, ako su dovoljno debela, imati veliki koeficijent apsorpcije, tj. postaju neprozirni za zrake date talasne dužine.

Ako b λ =0 za interval Δλ, a za druge valne dužine b λ nije jednak nuli, tada će tijelo apsorbirati upadno zračenje samo određenih valnih dužina. U ovom slučaju, kao što je već spomenuto, govorimo o selektivnom koeficijentu apsorpcije.

Istaknimo fundamentalnu razliku između koeficijenta apsorpcije tvari b λ i koeficijenta apsorpcije B λ tijela. Prvi karakterizira fizička svojstva tvari u odnosu na zrake određene valne dužine. Vrijednost B λ ovisi ne samo o fizičkim svojstvima tvari od kojih se tijelo sastoji, već i o obliku, veličini i stanju površine tijela.

Zakoni zračenja energije zračenja

Max Planck je teoretski, na osnovu elektromagnetske teorije, uspostavio zakon (nazvan Planckov zakon) koji izražava ovisnost spektralne emisivnosti crnog tijela E 0λ o talasnoj dužini λ i temperaturi T.

gdje je E 0λ (λ,T) emisivnost crnog tijela, W/m 2 ; T - termodinamička temperatura, K; C 1 i C 2 - konstante; C 1 =2πhc 2 =(3,74150±0,0003) 10-16 W m2; C 2 =hc/k=(1,438790±0,00019) 10 -2; m K (ovdje h=(6,626176±0,000036) 10 -34 J s je Plankova konstanta; c=(299792458±1,2) m/s je brzina širenja elektromagnetnih talasa u slobodnom prostoru: k je Boltzmannova konstanta. )

Iz Planckovog zakona slijedi da spektralna emisivnost može biti nula na termodinamičkoj temperaturi jednakoj nuli (T=0), ili na talasnoj dužini λ = 0 i λ→∞ (na T≠0).

Posljedično, crno tijelo emituje na bilo kojoj temperaturi iznad 0 K. (T > 0) zrake svih talasnih dužina, tj. ima kontinuirani (kontinuirani) emisioni spektar.

Iz gornje formule možemo dobiti izračunati izraz za emisivnost crnog tijela:

Integracijom unutar raspona promjena λ od 0 do ∞ dobijamo

Kao rezultat proširenja integranda u niz i njegove integracije, dobijamo izračunati izraz za emisivnost crnog tijela, nazvan Stefan-Boltzmannov zakon:

gdje je E 0 emisivnost crnog tijela, W/m 2 ;

σ - konstanta Stefana Boltzmanna, W/(m 2 K 4);

σ = (5,67032 ± 0,00071) 10 -8 ;

T - termodinamička temperatura, K.

Formula je često napisana u obliku koji je pogodniji za izračunavanje:

Koristićemo ovu formulu za proračune. Ali ovo nije konačna formula. To se odnosi samo na crna tijela. Kako ga koristiti za siva tijela bit će opisano u nastavku.

gdje je E 0 emisivnost crnog tijela; C 0 = 5,67 W/(m 2 K 4).

Stefan-Boltzmannov zakon je formulisan na sledeći način: emisivnost crnog tela je direktno proporcionalna njegovoj termodinamičkoj temperaturi u četvrtom stepenu.

Spektralna distribucija zračenja crnog tijela na različitim temperaturama

λ - talasna dužina od 0 do 10 µm (0-10000 nm)

E 0λ - treba shvatiti na sledeći način: Kao da postoji određena količina energije (W) u zapremini (m 3) crnog tela. To ne znači da on takvu energiju emituje samo iz svojih vanjskih čestica. Jednostavno, ako sakupimo sve čestice crnog tijela u zapremini i izmjerimo emisivnost svake čestice u svim smjerovima i sve ih saberemo, onda ćemo dobiti ukupnu energiju u zapremini, koja je prikazana na grafikonu.

Kao što se vidi iz položaja izotermi, svaka od njih ima maksimum, a što je termodinamička temperatura viša, to je veća vrijednost E0λ koja odgovara maksimumu, a sama tačka maksimuma se pomiče u područje kraćih valova. Pomak maksimalne spektralne emisivnosti E0λmax u područje kraćih talasa poznat je kao

Bečki zakon o pomeranju, prema kojem

T λ max = 2,88 10 -3 m K = const i λ max = 2,88 10 -3 / T,

gdje je λ max talasna dužina koja odgovara maksimalnoj vrijednosti spektralne emisivnosti E 0λmax.

Tako, na primjer, pri T = 6000 K (približna temperatura sunčeve površine), maksimum E 0λ nalazi se u području vidljivog zračenja, u koje pada oko 50% sunčeve emisivnosti.

Elementarna površina ispod izoterme, osenčena na grafu, jednaka je E 0λ Δλ. Jasno je da je zbir ovih površina, tj. integral predstavlja emisivnost crnog tijela E 0 . Stoga, područje između izoterme i x-ose prikazuje emisivnost crnog tijela na konvencionalnoj skali dijagrama. Pri niskim vrijednostima termodinamičke temperature, izoterme prolaze u neposrednoj blizini ose apscise, a naznačeno područje postaje toliko malo da se praktički može smatrati jednakom nuli.

Koncepti takozvanih sivih tijela i sivog zračenja igraju veliku ulogu u tehnologiji. Grey je neselektivni termalni emiter sposoban da emituje kontinuirani spektar, sa spektralnom emisivnošću E λ za talase svih dužina i na svim temperaturama, što čini konstantan deo spektralne emisivnosti crnog tela E 0λ, tj.

Konstanta ε se naziva koeficijent emisivnosti toplotnog emitera. Za siva tijela, koeficijent emisivnosti ε

Grafikon šematski prikazuje krivulje raspodjele talasne dužine spektralne emisivnosti crnog tijela E λ (ε = 1) i spektralne emisivnosti sivog tijela E λ iste temperature kao i crno tijelo (pri ε = 0,5 i ε = 0,25 ). Emisivnost sivog tijela

Posao

nazvana emisivnost sivog tijela.

Vrijednosti emisivnosti dobivene iz iskustva date su u referentnoj literaturi.

Većina tijela koja se koriste u tehnologiji mogu se zamijeniti sa sivim tijelima, a njihovo zračenje se smatra sivim zračenjem. Preciznije studije pokazuju da je to moguće samo kao prva aproksimacija, ali je dovoljno u praktične svrhe. Odstupanje od Stefan-Boltzmannovog zakona za siva tijela se obično uzima u obzir uzimanjem emisivnosti C da zavisi od temperature. S tim u vezi, u tablicama je naznačeno temperaturno područje za koje se eksperimentalno određuje vrijednost emisivnosti C.

U nastavku ćemo, radi pojednostavljenja zaključaka, pretpostaviti da emisivnost sivog tijela ne ovisi o temperaturi.

Koeficijenti emisivnosti nekih materijala

(Materijal / Temperatura u °C / Vrijednost E)

Oksidirani aluminijum / 200-600 / 0,11 -0,19

Polirani aluminijum / 225-575 / 0.039-0.057

Crvena cigla / 20 / 0,93

Vatrootporna cigla / - / 0,8-0,9

Oksidirani bakar / 200-600 / 0,57-0,87

Oksidirano olovo / 200 / 0,63

Polirani čelik / 940-1100 / 0,55-0,61

Tokovano lijevano željezo / 830-910 / 0,6-0,7

Oksidirano liveno gvožđe / 200-600 / 0,64-0,78

Polirani aluminij / 50-500 / 0,04-0,06

Bronza / 50 / 0.1

Pocinčani lim, sjajni / 30 / 0,23

Bijeli lim, stari / 20 / 0,28

Polirano zlato / 200 - 600 / 0,02-0,03

Mat mesing / 20-350 / 0,22

Polirani bakar / 50-100 / 0,02

Polirani nikl / 200-400 / 0,07-0,09

Sjajni lim / 20-50 / 0,04-0,06

Polirano srebro / 200-600 / 0,02-0,03

Valjani čelični lim / 50 / 0,56

Oksidirani čelik / 200-600 / 0,8

Visoko oksidirani čelik / 500 / 0,98

Lijevano željezo / 50 / 0,81

Azbest karton / 20 / 0,96

Rendisano drvo / 20 / 0,8-0,9

Vatrootporna cigla / 500-1000 / 0,8-0,9

Šamotna cigla / 1000 / 0,75

Crvena cigla, gruba / 20 / 0,88-0,93

Lak crni, mat / 40-100 / 0,96-0,98

Bijeli lak / 40-100 / 0,8-0,95

Uljane boje raznih boja / 100 / 0,92-0,96

Lampa karbon / 20-400 / 0,95

Staklo / 20-100 / 0,91-0,94

Bijeli emajl / 20 / 0,9

Kirchhoffov zakon

Kirchhoffov zakon uspostavlja odnos između emisivnosti i koeficijenta apsorpcije sivog tijela.

Razmotrimo dva paralelna siva tijela beskonačnog opsega sa ravnim površinama površine A svako.

Beskonačno produžena ravan omogućava aproksimativne proračune za pronalaženje stvarnog zračenja u praktičnim i teorijskim eksperimentima. U teorijskim eksperimentima, stvarna vrijednost se nalazi pomoću integralnih izraza, au eksperimentima veća ravan približava proračune realnim vrijednostima. Tako mi, takoreći, velikom beskonačnom ravninom gasimo uticaj nepotrebnog bočnog i ugaonog zračenja, koje odleće i koje eksperimentalne ploče ne apsorbuju.

Odnosno, ako se koeficijent pomnoži sa emisivnošću, dobijamo rezultujuću vrijednost emisije (W).

Možemo pretpostaviti da svi zraci koje šalje jedno tijelo potpuno padaju na drugo. Pretpostavimo da su koeficijenti propusnosti ovih tijela D 1 = D 2 = 0 i da se između površina dvije ravni nalazi toplinski proziran (dijatermički) medij. Označimo sa E 1 , B 1 , F 1 , T 1 , i E 2 , B 2 , F 2 , T 2 emisivnost, apsorpciju, refleksiju i temperaturu površine prvog i drugog tijela, respektivno.

Tok energije zračenja od površine 1 do površine 2 jednak je proizvodu emisivnosti površine 1 i njene površine A, tj. E 1 A, od čega dio E 1 B 2 A apsorbuje površina 2, a dio E 1 F 2 A se reflektuje nazad na površinu 1. Iz ovog reflektovanog fluksa E 1 F 2 A, površina 1 apsorbuje E 1 F 2 B 1 A i reflektuje E 1 F 1 F 2 A. OD reflektovanog toka energije E 1 F 1 F 2 A, površina 2 će ponovo apsorbovati E 1 F 1 F 2 B 2 A i reflektovati E 1 F 1 F 2 A , itd.

Slično, energija zračenja se prenosi protokom E2 sa površine 2 na površinu 1. Kao rezultat, tok energije zračenja apsorbuje površina 2 (ili odaje površina 1)

Tok energije zračenja koju apsorbuje površina 1 (ili odaje površina 2),

U konačnom rezultatu, fluks energije zračenja koja se prenosi sa površine 1 na površinu 2 će biti jednak razlici između tokova zračenja F 1→2 i F 2→1, tj.

Dobijeni izraz vrijedi za sve temperature T 1 i T 2, a posebno za T 1 = T 2. U poslednjem slučaju, sistem koji se razmatra je u dinamičkoj toplotnoj ravnoteži, a na osnovu drugog zakona termodinamike potrebno je staviti F 1→2 = F 2→1 što sledi

E 1 B 2 = E 2 B 1 ili

Rezultirajuća jednakost naziva se Kirchhoff-ov zakon: omjer emisivnosti tijela i njegovog koeficijenta apsorpcije za sva siva tijela na istoj temperaturi je isti i jednak je emisivnosti crnog tijela na istoj temperaturi.

Ako tijelo ima nizak koeficijent apsorpcije, kao što je dobro polirani metal, onda i ovo tijelo ima nisku emisivnost. Na osnovu toga, da bi se smanjili gubici toplote zračenjem u spoljašnju sredinu, površine koje oslobađaju toplotu se prekrivaju limovima od poliranog metala za toplotnu izolaciju.

Prilikom izvođenja Kirchhoffovog zakona uzeto je u obzir sivo zračenje. Zaključak će ostati na snazi čak i ako se toplinsko zračenje oba tijela posmatra samo u određenom dijelu spektra, ali ipak ima isti karakter, tj. oba tijela emituju zrake čije talasne dužine leže u istom proizvoljnom spektralnom području. U graničnom slučaju dolazimo do slučaja monokromatskog zračenja. Onda

one. za monohromatsko zračenje, Kirchhoffov zakon treba formulisati na sledeći način: odnos spektralne emisivnosti bilo kog tela na određenoj talasnoj dužini i njegovog koeficijenta apsorpcije na istoj talasnoj dužini je isti za sva tela na istoj temperaturi i jednak je spektralnom emisivnost crnog tijela pri istoj dužini valova i istoj temperaturi.

Zaključujemo da je za sivo tijelo B = ε, tj. koncepti “koeficijenta apsorpcije” B i “koeficijenta crne boje” ε za sivo tijelo se poklapaju. Po definiciji, koeficijent emisivnosti ne zavisi ni od temperature ni od talasne dužine, pa stoga ni koeficijent apsorpcije sivog tela ne zavisi ni od talasne dužine ni od temperature.

Zračenje gasova

Zračenje plinova značajno se razlikuje od zračenja čvrstih tijela. Apsorpcija i emisija gasova - selektivna (selektivna). Gasovi apsorbuju i emituju energiju zračenja samo u određenim, prilično uskim intervalima Δλ talasnih dužina - tzv. U ostatku spektra, plinovi ne emituju niti upijaju energiju zračenja.

Dvoatomski gasovi imaju zanemarljivo malu sposobnost da apsorbuju energiju zračenja, a samim tim i nisku sposobnost da je emituju. Stoga se ovi plinovi obično smatraju dijatermijskim. Za razliku od dvoatomskih plinova, poliatomski plinovi, uključujući troatomske plinove, imaju značajnu sposobnost emitiranja i apsorpcije energije zračenja. Od troatomskih gasova u oblasti termotehničkih proračuna, ugljični dioksid (CO 2 ) i vodena para (H 2 O), od kojih svaki ima tri emisiona pojasa, predstavljaju najveći praktični interes.

Za razliku od čvrstih materija, indeks apsorpcije za gasove (naravno, u oblasti apsorpcionih traka) je mali. Stoga se za plinovita tijela više ne može govoriti o „površinskoj“ apsorpciji, jer se apsorpcija energije zračenja događa u konačnoj zapremini plina. U tom smislu, apsorpcija i emisija gasova se naziva volumetrijska. Osim toga, koeficijent apsorpcije b λ za plinove ovisi o temperaturi.

Prema zakonu apsorpcije, spektralni koeficijent apsorpcije tijela može se odrediti na sljedeći način:

Za plinovita tijela, ova ovisnost je donekle komplicirana činjenicom da na koeficijent apsorpcije plina utječe njegov tlak. Potonje se objašnjava činjenicom da je apsorpcija (zračenje) intenzivnija, što je veći broj molekula koji nailaze na snop na svom putu, a zapreminski broj molekula (odnos broja molekula i zapremine) je direktno proporcionalan. na pritisak (pri t = const).

U tehničkim proračunima gasnog zračenja, apsorbujući gasovi (CO 2 i H 2 O) obično se uključuju kao komponente u gasnu mešavinu. Ako je pritisak mješavine p, a parcijalni tlak apsorbirajućeg (ili emitjućeg) plina p i, tada je umjesto l potrebno zamijeniti vrijednost p i 1. Vrijednost p i 1, koja je proizvod plina pritisak i njegovu debljinu, naziva se efektivna debljina sloja. Dakle, za gasove spektralni koeficijent apsorpcije

Spektralni koeficijent apsorpcije gasa (u prostoru) zavisi od fizičkih svojstava gasa, oblika prostora, njegovih dimenzija i temperature gasa. Zatim, u skladu sa Kirchhoffovim zakonom, spektralna emisivnost

Emisivnost unutar jednog spektralnog pojasa

Ova formula se koristi za određivanje emisivnosti gasa u slobodni prostor (prazninu). (Slobodan prostor se može smatrati crnim prostorom na 0 K.) Ali plinski prostor je uvijek ograničen površinom čvrstog tijela, koje općenito ima temperaturu T st ≠ T g i koeficijent emisivnosti ε st

Emisivnost gasa u zatvorenom prostoru jednaka je zbroju emisivnosti preuzetih u svim spektralnim opsegima:

Eksperimentalne studije su pokazale da emisivnost gasova ne prati Stefan-Boltzmannov zakon, tj. zavisno od četvrtog stepena apsolutne temperature.

Međutim, za praktične proračune zračenja gasa koristi se zakon četvrtog stepena, koji uvodi odgovarajuću korekciju vrednosti koeficijenta emisivnosti gasa ε g:

Ovdje ε g = f(T,p l)

Prosječna dužina putanje zraka

gdje je V zapremina gasa; A je površina ljuske.

Emisivnost gasa čije su komponente CO 2 i H 2 O (gasovi sagorevanja) prema omotaču sivog tela

u kojem posljednji pojam uzima u obzir intrinzično zračenje ljuske.

Takozvani faktor efektivne emisivnosti ljuske ε" st, veći od ε st, zbog prisustva zračećeg gasa.

Koeficijent emisije gasa pri temperaturi gasa t g

Vrijednosti emisivnosti ε CO2 i ε H2O u zavisnosti od temperature pri različitim vrijednostima parametra p i l prikazane su na slici.

Korekcioni faktor β se određuje iz grafikona.

Emisioni i apsorpcioni pojasevi za C0 2 i H 2 0 donekle se preklapaju, te stoga dio energije koju emituje jedan plin apsorbira drugi. Dakle, koeficijent emisivnosti mješavine ugljičnog dioksida i vodene pare na temperaturi zida t st

gdje je Δε g korekcija koja uzima u obzir specificiranu apsorpciju. Za gasovite produkte sagorevanja konvencionalnog sastava, Δε g = 2 - 4% i može se zanemariti.

Može se pretpostaviti da je pri ε st = 0,8 + 1,0, efektivni koeficijent emisivnosti ljuske ε" st = 0,5 (ε st + 1).

Ove karakteristike zračenja i apsorpcije gasova omogućavaju uspostavljanje mehanizma takozvanog „efekta staklene bašte“, koji ima značajan uticaj na formiranje i promenu klime na Zemlji.

Većina sunčevog zračenja prolazi kroz atmosferu i zagrijava površinu Zemlje. Zauzvrat, Zemlja emituje infracrveno zračenje, zbog čega se hladi. Međutim, dio tog zračenja apsorbiraju poliatomski („staklenički“) plinovi u atmosferi, koji posljedično igra ulogu „pokriva“ koji zadržava toplinu. Istovremeno, najveći uticaj na globalno zagrevanje imaju gasovi sa efektom staklene bašte kao što su ugljen-dioksid (55%), freoni i srodni gasovi (25%), metan (15%) itd.

Neki zakoni će biti dotaknuti dalje na sljedećoj stranici. Takođe će biti detaljno objašnjeno kako se toplotno zračenje javlja kroz prozor. Biće opisani neki faktori koji utiču na prenos toplote zračenjem, kao i problemi sa zračenjem u stvarnom životu.

Eksperimentalno je otkriveno da toplinsko zračenje iz zagrijanog tijela privlači - a ne odbija! - obližnji atomi. Iako se ovaj fenomen zasniva na dobro poznatim efektima atomske fizike, dugo je bio neotkriven i teoretski je bio predviđen tek prije četiri godine.

Promena nivoa energije usled toplotnog zračenja

Nedavno se pojavila arhiva elektronskih preprinta, koja izvještava o eksperimentalnoj potvrdi da je toplotno zračenje iz vrućeg tijela sposobno privući obližnje atome u tijelo. Efekat izgleda, na prvi pogled, neprirodan. Toplotno zračenje koje emituje zagrejano telo odleće od izvora - zašto je onda sposobno da izazove silu? atrakcija?!

Prikaži komentare (182)

Sažmi komentare (182)

U diskusiji, kao što se sada skoro uvek dešava, postulira se jedna od opcija za „objašnjenje“. Zapravo, njegova primjenjivost je morala biti opravdana.
Igore! Vi ste veoma dobra osoba. Već dugi niz godina kotrljate kamen svoje misije.
Šta je gravitacija? Da li je njegovo mehaničko razmatranje ponovo postalo naučno?
U opisanom eksperimentu zabilježena je promjena inercije.
Ostalo je od zloga, zar ne?
Tok misli o talasnoj ploči je vrlo zanimljiv. (I ja sam jedan od prvih).
Ipak, mogu postojati različiti jednostavni efekti. Na primjer, kretanje prema nižem dnu. U ovoj situaciji, svaki sljedeći val može biti nešto niži i još uvijek imati vertikalnu komponentu.

Pitam se da li dodavanje nanocijevi na asfalt ima veze sa premiumom topologije?
Ne?
Zar EM talasi nisu nacrtani na ravni?
Pa, da,... da.
I opet su ti vrtlozi na Descartesovom nivou

Odgovori

Glavna vrijednost ovog članka je što ruši neke stereotipe i tjera vas na razmišljanje, što doprinosi razvoju kreativnog mišljenja. Jako mi je drago što su se ovakvi članci počeli pojavljivati ovdje.

Možeš malo da sanjaš. Ako dodatno smanjimo energiju tijela (objekta), uključujući energiju unutrašnjih interakcija u elementarnim česticama, tada će energija objekta postati negativna. Takav objekat će biti istisnut običnom gravitacijom i imaće svojstvo antigravitacije. Po mom mišljenju, moderni vakuum našeg svijeta nema apsolutnu nultu energiju - jer... to je dobro strukturirano okruženje, za razliku od apsolutnog haosa. Samo se pretpostavlja da je nivo energije vakuuma na energetskoj skali nula. Stoga može postojati nivo energije niži od nivoa energije vakuuma - u tome nema ničeg mističnog.

Odgovori

"Vraćajući se na originalni teorijski rad iz 2013. godine, pominjemo potencijalnu važnost ovog efekta ne samo za atomske eksperimente, već i za kosmičke fenomene. Autori su razmatrali sile koje djeluju unutar oblaka prašine gustine 1 g/cm3, zagrijane do 300 K i sastoji se od čestica veličine 5 mikrona."
Ima li ovdje greške? Gustina oblaka prašine je previsoka, kao kod gornjeg sloja regolita.
I po samom fenomenu: i ako uzmemo netrivijalnu verziju problema - učinak toplinskog zračenja na nepolariziranu česticu, na primjer, elektron. Kuda će sila biti usmjerena? Grijač je 100% dielektričan.

Odgovori

Da, ovo je velika gustina, na ivici da se čestice prašine slijepe.
Izolovani elektron nema energetski nivo i nema šta da spusti. Pa, nema dipolni moment, u granicama greške (u tekstu postoji link za traženje elektronskog EDM-a). Dakle, ova sila ne djeluje na njega. Osim toga, nabijen je, fotoni se dobro raspršuju po njemu, tako da će se općenito jednostavno odbijati zbog pritiska.

Odgovori

Daleki IR spektar je pogodan jer su energije fotona još uvijek niske, pa su svi zahtjevi ispunjeni. Pogodne su i niže temperature, ali je efekat tamo već vrlo slab. Na temperaturama od hiljada stepeni, rasipanje fotona je već mnogo jače i prevazilazi ovaj efekat.

Odgovori

Nisam govorio o zagrejanom telu. I o drugim emiterima i spektrima.
Sve o čemu ovdje raspravljamo su efekti talasanja. To znači da se ne mogu ograničiti samo na IR opseg.
Da li sam dobro shvatio da je u zavisnosti od veličine čestice potrebno odabrati odgovarajuću talasnu dužinu?
Za teške atome ili atome vodika, trebate li odabrati svoju frekvenciju tako da privlačnost bude maksimalna?
Sada mi se u glavi vrti kul ideja kako to testirati, na primjer, na valovima u bazenu ili moru.
One. napravite mehaničku igračku koja će plutati na valovima.
Šta mislite o ovoj mogućnosti?

Odgovori
- 1) Talasna dužina mora biti znatno veća od veličine čestice.
  2) Sam sistem ne bi trebalo da interaguje sa spoljnim uticajima u celini, interakcija se vrši samo usled indukovane polarizacije.
  3) Mora postojati diskretni spektar ekscitacija, a energije kvanta moraju biti znatno manje od udaljenosti između nivoa, inače će se talasi lako raspršiti i time vršiti pritisak. Kada su ovi uslovi ispunjeni, efekat više ne zavisi od talasne dužine.
  4) Sila mora biti vektorska, a ne skalarna, da bi se smanjila energija sistema.
  Sada zamislite da li se ovo može implementirati za valove na vodi.
  
  Odgovori
  - Vidim neke od ovih efekata dobro u stvarnom svijetu. Volim trkačke jahte. A majstori sporta u jahtingu pobjeđuju na regatama upravo zahvaljujući sposobnosti da pravilno jedre protiv vala. One. ako je sve urađeno kako treba, nadolazeći valovi daju jahti dodatnu energiju.
    U stvari, ovo je paradoks. Ali to je jasno vidljivo na trkama. Čim se valovi podignu, odmah dolazi do "kvantizacije" prema razinama vještina)) Amateri usporavaju, a profesionalci, naprotiv, dobijaju dodatnu prednost.
    Dakle, takva igračka je sasvim stvarna.
    Svoju jahtu sam postavio tako da je plovila bez upravljanja i bilo kakve intervencije protiv vjetra i protiv valova bez ikakvih problema.
    Ako kopate dublje, upravo ova postavka daje maksimalnu prednost.
    Recimo ovako, ako zamislite tačkasti izvor jakog vjetra usred jezera, onda će moja jahta težiti tome i vrtjeti se u krug do beskonačnosti...
    vrlo lijepa i stvarna analogija, na primjer, kretanje zemlje oko sunca)))
    i čini se da postoji neka sila koja vuče jahtu prema izvoru vjetra.
    Usput, problem možete prenijeti na elemente i procijeniti, na primjer, minimalnu udaljenost na kojoj se jahta može približiti izvoru vjetra.
    Dozvolite mi da vas podsjetim da jahta pod jedrima koči protiv vjetra, opisujući nešto poput sinusoida. Okreće se samo kroz nos. Ako se okrene, magija će nestati i ona će se vratiti s vjetrom.
    
    Odgovori
    
    Mislim da si malo zbunjen. U tacku nema efekata sličnih opisanim. Postoji složena suma dobro definiranih sila, koja daje rezultantnu silu, koja ima negativnu projekciju različitu od nule duž ose smjera vjetra.
    
    Odgovori

Evo jednostavnog eksperimenta na našu temu. Možeš li objasniti?

Zašto je zakrivljena putanja brža od prave putanje?

Očigledno, ako ovo promatramo na našoj skali, onda će u kvantnom svijetu biti potpuno isto. I u makro svijetu također.

Odgovori

Trivijalan problem školske fizike. Model pojednostavljujemo na jednu ravnu putanju s malim uglom u odnosu na horizontalu - i putanju u obliku linije sa prekidom, gdje je prvi dio nagnut prema horizontu mnogo jače, a drugi dio ima još manji nagib od prve putanje. Početak i kraj putanje su isti. Zanemarimo trenje. A mi ćemo izračunati vrijeme dolaska na „cilj“ za teret po jednoj i drugoj ruti. 2. tačka N. (osmaci znaju šta je ovo) pokazaće da je vreme dolaska na cilj na drugoj putanji manje. Ako sada problem dopunite drugim dijelom instalacije, koji predstavlja zrcalnu sliku u odnosu na vertikalu na kraju putanje, blago zaobljene rubove, dobit ćete svoj slučaj. Banalnost. Nivo "C" na Jedinstvenom državnom ispitu iz fizike. Nije čak ni olimpijski problem u smislu složenosti

Odgovori
- Sviđa mi se tvoja ideja pojednostavljenja. Možda će ovo pomoći djeci. Dajte mi vremena da razmislim i pokušam razgovarati sa tinejdžerima.
  A ako je bez pojednostavljenja i sve je tako banalno, koji je onda oblik putanje najbrži?
  
  Odgovori

„Na temperaturama od hiljada stepeni, raspršivanje fotona je već mnogo jače i prevazilazi ovaj efekat.

To je to!!!
Vjerovatno ovaj efekat djeluje u ograničenom području i odgovarajućim vrstama energetskih interakcija. U graničnim zonama preovlađuje „frekvencijska disperzija“ i njena odgovarajuća dinamika. Volodja Lisin je pokušao da otkrije neke od nijansi ovih procesa 1991. godine, ali
vjerovatno nisam imao vremena. (Jednostavno nisam mogao doći do njega.). Po mom mišljenju, ovaj efekat nestaje kako se temperaturni gradijenti i (intenzitet konvekcijskih struja) u analiziranoj zoni smanjuju.
http://maxpark.com/community/5302/content/3334997#comment-44 797112
#10 MAG » 04.09.2015, 22:02
http://globalwave.tv/forum/viewtopic.php?f=20&t=65
Vjekovi su proletjeli, ali bez čuda... - "ni ovdje ni ovdje": (Film 7. Vrućina i temperatura)
https://www.youtube.com/watch?v=FR45i5WXGL8&index=7& list=PLgQC7tmTSjqTEDDVkR38piZvD14Kde
rYw

Odgovori

Smiješan efekat. To bi moglo rasvijetliti problem prvog grama u formiranju planeta – kako se mikroskopska prašina može skupiti u oblaku plina i prašine. Dok je atom, recimo, vodonik, daleko od čestica, on je u praktično izotropnom toplotnom zračenju. Ali ako joj se dvije čestice prašine nehotice približe, tada će, u interakciji s atomom svojim zračenjem, dobiti impuls jedna prema drugoj! Sila je mnogo puta veća od sile gravitacije.

Odgovori

Da bi se čestice prašine zalijepile, ne morate koristiti tako kul fiziku. Šta je sa „trukama prašine“? Svi razumemo da je najverovatnije reč o H2O, kao glavnoj čvrstoj komponenti u mnogim oblacima? Jedinjenja ugljika sa vodikom su pretjerano hlapljiva (do pentana), o amonijaku neću ništa reći, tvari osim H, He, C, N, O su u manjini, a malo je nade i za kompleks organske materije. Dakle, čvrsta materija će uglavnom biti voda. Vjerovatno je da se u pravim oblacima plina pahulje leda kreću prilično haotično i relativno brzo, vjerujem brzinom od najmanje centimetara u sekundi. Efekt poput onog u članku jednostavno neće stvoriti takav potencijal da se pahulje sudare - karakteristične relativne brzine pahuljica su previsoke i pahulje prolaze jedna drugu potencijalnu rupu u djeliću sekunde. Ali nema problema. Pahulje se već često sudaraju i, čisto mehanički, gube energiju. U nekom trenutku će se zbog molekularnih sila u trenutku kontakta zalijepiti i ostati zajedno, tako da će se formirati snježne pahulje. Ovdje, za kotrljanje malih i vrlo labavih snježnih gruda, nije potrebna ni termička ni gravitacijska privlačnost - potrebno je samo postepeno miješanje oblaka.
Također vjerujem da računica u članku ima veliku grešku. Uzeto je u obzir privlačenje zrna prašine u paru. Ali prašina u gustom oblaku je neprozirna i daje ujednačenu toplotu sa svih strana, tj. imamo mrvicu prašine unutar tople šuplje komore. I zašto bi leteo u područje najbližeg polena? One. Da bi gravitacija radila, potreban vam je hladan prostor, ali u gustom oblaku se ne vidi, što znači da nema toplotnog gradijenta.

Odgovori
- >Također smatram da računica u članku ima veliku grešku. Uzeto je u obzir privlačenje zrna prašine u paru. Ali prašina u gustom oblaku je neprozirna i daje ujednačenu toplotu sa svih strana, tj. imamo mrvicu prašine unutar tople šuplje komore.
  Ovde se ne slažem. Ovdje možemo povući analogiju sa plazmom. U aproksimaciji idealne plazme bez sudara, sve je otprilike kako kažete: uzima se u obzir prosječno polje koje je, u odsustvu vanjskih naboja i struja, jednako nuli - doprinosi nabijenih čestica u potpunosti se međusobno kompenziraju. Međutim, kada počnemo da razmatramo pojedinačne jone, ispostavlja se da je uticaj najbližih suseda još uvek prisutan, i mora se uzeti u obzir (što se radi preko Landauovog sudarskog integrala). Karakteristična udaljenost iza koje se može zaboraviti na interakciju u paru je Debajev radijus.
  Za interakciju koja se razmatra, vjerujem da će sličan parametar biti beskonačan: integral od 1/r^2 konvergira. Za rigorozan dokaz, bilo bi neophodno konstruisati kinetičku jednačinu za „maglu“ kapljica sa takvom interakcijom. Pa, ili koristite Boltzmannovu jednačinu: poprečni presjek raspršenja je konačan, što znači da ne morate biti sofisticirani kao u plazmi uvođenjem prosječnog polja.
  Pa, mislio sam da je zanimljiva ideja za članak, ali sve je trivijalno. :(
  Ali u članku o kojem se raspravlja, učinili su to vrlo jednostavno: procijenili su ukupnu potencijalnu energiju sfernog oblaka mikročestica s Gausovom raspodjelom. Postoji gotova formula za gravitaciju, izračunali smo je za ovu interakciju (na asimptotici r>>R). I pokazalo se da postoji primjetna regija u kojoj je doprinos gravitacije mnogo manji.
  
  Odgovori
  - > Za interakciju koja se razmatra, vjerujem da će sličan parametar biti beskonačan
    Možda nula? Općenito, nisam baš razumio tvoj post, ima previše matematike koju neznam, kad je ovdje jednostavnije - da bi postojala neuravnotežena sila, potreban ti je gradijent gustine zračenja, kada nema gradijenta , nema sile, jer ista je u svim pravcima.
    > I pokazalo se da postoji primjetna regija gdje je doprinos gravitacije mnogo manji.
    Možete li biti malo konkretniji? Zaista ne razumijem kako bi ovaj efekat mogao pomoći da se formira bilo šta u svemiru od bilo kakvog značaja. Za mene je ovo beskorisna računica. To je kao da dokažete da je učinak više od 100.500 puta jači od gravitacijske interakcije između susjednih atoma u atmosferi Jupitera - slažem se, ali to je samo zato što gravitacijska interakcija pojedinačnih zrnaca prašine, općenito, uopće nije zanimljiva. Ali barem gravitacija nije zaštićena.
    Vjerujem da se efekat pojačava u bliskom polju kada se udaljenost približi 0, ali ovo je već opis kako tačno dolazi do sudara čestica prašine ako su se već sudarile.
    PS: potencijal zrna prašine u termičkom zračenju, kako ja razumijem, ne ovisi o redu veličine veličine oblaka - ovaj potencijal ovisi samo o gustini zračenja, tj. o temperaturi i stepenu neprozirnosti oblaka. Stepen neprozirnosti po redu veličine može se uzeti kao 1. Ispada da nije bitno kakav oblak imamo, bitna je samo prosječna temperatura oko nas. Koliki je ovaj potencijal ako se izrazi kinetičkom energijom m/s? (Mogu izračunati, ali možda postoji gotovo rješenje?) Također, ako je oblak neproziran, onda će potencijal oblaka u cjelini biti funkcija površine oblaka. Zanimljivo, dobili smo istu površinsku napetost, ali na malo drugačiji način. A unutar oblaka prašina će biti slobodna.
    
    Odgovori

Otvaraš članak iz 2013, vidi, nije teško, tamo je sve opisano običnim ljudskim jezikom.

Za ilustraciju, uzeli su oblak konačnog radijusa 300 metara i glupo zamijenili brojeve u formule za situaciju unutar i izvan oblaka. Glavna stvar je da je čak i napolju, na udaljenosti od skoro kilometar od centra, toplotna privlačnost i dalje jača od gravitacione. Ovo je samo da biste dobili osjećaj za razmjere efekta. Oni prepoznaju da je stvarna situacija mnogo složenija i da se mora pažljivo modelirati.

Odgovori

Prašina je uglavnom predstavljena (na 400 °K) česticama olivina, čađi i silicijuma. Crveni supergiganti ih puše.
Zrnca prašine pretvaraju kinetičku energiju u toplinu. I ne stupaju u interakciju jedni s drugima, već s obližnjim atomima ili molekulima koji su providni za zračenje. Pošto je r u kocki, čestice prašine koje se nalaze unutar milimetra ili centimetra od ATOM-a povlače ga svaka prema sebi i pojavljuje se rezultantna sila koja spaja čestice prašine. U isto vrijeme, zrnca prašine po metru se zanemaruju zbog smanjenja sile interakcije za milijarde (ili čak trilione) puta.

Odgovori

“Ovo zračenje divergira u svim smjerovima, tako da se njegova gustina energije smanjuje s rastojanjem za 1/r2. Atom, koji je u blizini, osjeća ovo zračenje - jer smanjuje njegovu energiju. A budući da atom nastoji da smanji svoju interakcijsku energiju što je više moguće, energetski mu je korisno da se približi lopti – uostalom, smanjenje energije je tu najvažnije!”
Ali, izvinite, ako atom juri prema zagrijanoj kugli, onda on ni na koji način neće smanjiti svoju energiju, već će je, naprotiv, samo povećati. Smatram da ovo nije tačno objašnjenje.

Odgovori

Onda sam došao do problema. Neka postoji termički stabilizirana komora sastavljena od dvije crne hemisfere različitih radijusa, orijentiranih u različitim smjerovima, i dodatnog ravnog prstena. Neka lijeva hemisfera ima manji polumjer od desne, ravna pregrada čini prostor komore zatvorenim. Neka atom bude u središtu zakrivljenosti svake od dvije hemisfere i nepomičan. Neka hemisfere budu tople. Pitanje je - hoće li atom doživjeti toplinsku silu u jednom smjeru?

Ovdje vidim 2 rješenja: 1) u takvoj komori brzo će nastati termička ravnoteža, tj. Gustina zračenja će biti ista na svim stranama i ista u bilo kojoj tački u komori. Ako gustina toplotnog zračenja u komori ne zavisi od izabrane tačke, onda se potencijal interakcije sa zračenjem ne menja, što znači da nema sile.
2) Pogrešna odluka. Zid dijelimo na površinske elemente jednake površine i integriramo silu interakcije atoma sa elementom površine. Ispada da ravan prsten daje nulti doprinos, a bliža lijeva površina ima kvadratno manje tačaka, od kojih svaka vuče kuckasto puta jače – tj. zrno prašine odleti na najbližu površinu, tj. lijevo.

Kao što vidite, odgovor je potpuno drugačiji.

Objašnjenje kontradikcije. Ako imamo zračeći element nesferičnog oblika, onda on ne sija jednako u svim smjerovima. Kao rezultat, imamo gradijent gustine zračenja čiji smjer nije usmjeren prema emiteru. Dalje, dobijamo ovo: razbijanje složene površine na tačke i razmatranje njih kao OKRUGLE mrlje prašine postaje potpuno netačno.

Odgovori

Ovdje mi je na pamet pao još zanimljiviji problem. Neka imamo emiter toplote u obliku ravnog crnog prstena, čiji su spoljašnji i unutrašnji radijusi jednaki R i r. A tačno na osi prstena, na udaljenosti h, nalazi se atom. Count h<

Rješenje 1 (pogrešno!). Razbijte prsten na „trunke prašine“, a zatim uzmite integral sile privlačenja atoma i elemenata prstena preko površine. Računica nije zanimljiva, jer na ovaj ili onaj način, dobijamo da je atom uvučen u prsten.
Rješenje 2. Prsten ne može blistati s kraja ili blista nestajalo malo, tj. energetski potencijal atoma u tačkama ravni prstena se pretvara u 0 (maksimalni potencijal). Zračenje prstena će biti različito od nule u tačkama čija je visina h iznad ravni prstena različita od 0; u tim tačkama će postojati potencijal različit od nule (manji od 0). One. imamo gradijent gustine zračenja, koji lokalno (pri h~=0, h<

Čini mi se da rješenje 1 sadrži grešku, čini mi se da razumijem gdje, ali ne mogu to objasniti jednostavnim riječima.

Ovaj problem to pokazuje. Atom nije privučen objektu koji emituje toplotu, tj. vektor sile nije usmjeren prema površini zračenja. Nije nam bitno ODAKLE dolazi zračenje, bitno nam je KOLIKO zračenja u datoj tački i koliki je gradijent gustine zračenja. Atom se kreće prema gradijentu gustine zračenja, a taj gradijent se može usmjeriti čak i prema onoj poluravni u kojoj nema niti jedne tačke emitera.

Problem 3. Isti prsten kao u koraku 2, ali je atom u početku u tački h=0. Ovo stanje je ravnotežno i simetrično, ali nestabilno. Rješenje bi bilo spontano kršenje simetrije. Atom će biti istisnut iz položaja centra simetrije, jer nestabilan je.

Skrećem pažnju i na činjenicu da nema potrebe zamjenjivati oblak privučenim česticama prašine. Ispašće loše. Ako 3 zrna prašine stoje na istoj pravoj liniji i malo zasjenjuju jedno drugo, tada će se simetrija spontano narušiti, to nije slučaj u gravitacijskim silama, jer gravitacija nije zaštićena.

Odgovori

Imam pitanje (ne samo za Igora, već za sve). Kako potencijalna energija ulazi u gravitacionu masu sistema? Želio bih da riješim ovo pitanje. Na primjer, univerzum se sastoji od zrna prašine ravnomjerno raspoređenih u prostoru, koja gravitacijski međusobno djeluju. Očigledno, takav sistem ima visoku potencijalnu energiju, jer postoji stanje sistema u kojem su ta zrnca prašine koncentrisana u galaksije, od kojih svaka ima manju potencijalnu energiju, u poređenju sa zrncima prašine rasutim po prostoru od kojeg se sastoje. Specifično pitanje je: da li je potencijalna energija ovog sistema uključena u gravitacionu masu univerzuma?
Čini mi se da je ovo pitanje vezano za temu koju je pokrenuo PavelS. U beskonačnom univerzumu nemoguće je identificirati sferu koja ga pokriva. I unutar bilo koje druge sfere, na primjer, obavijajući galaksiju, gravitacijski potencijal koji stvara materija smještena iza sfere (koja se nalazi na velikim razmjerima gotovo jednoliko u svemiru) ne utječe na ponašanje tijela unutar ove sfere. Stoga se o ulasku potencijalne energije u gravitacionu masu može govoriti samo u odnosu na lokalne nehomogenosti u distribuciji materije.

Odgovori

Nisam postavio ovo pitanje. :) Također mi se činilo da širenje svemira, uzimajući u obzir tamnu energiju i crvenilo fotona, krši zakon održanja energije, ali ako baš želite, možete se okrenuti i reći da je ukupna energija univerzuma je i dalje 0, jer supstanca je u potencijalnoj bušotini, a što je više supstance, to je bunar dublje. Ono zbog čega sam ga kupio je razlog zašto ga prodajem - ni sam nisam dobar u detaljima.
Što se tiče potencijalne energije, obično se smatra manjom od nule. One. slobodne čestice su nula, vezane čestice su već manje od 0. Dakle, negativna potencijalna energija djeluje kao negativna masa (maseni defekt) - masa sistema je manja od mase pojedinačnih komponenti. Na primjer, prilikom kolapsa supernove, potencijalna energija ide u veliki minus, a razlika u masama onoga što je bilo i onoga što je postalo može se emitovati prema van u obliku fotona (prije, ne fotona, nego zapravo neutrina).

Odgovori
- U članku se razmatraju manifestacije potencijalne energije u sistemu. Ako postoji potencijalni gradijent ove energije u sistemu, tada nastaje sila. Sasvim ispravno ste primetili da u nekim uslovima nema gradijenta, zbog potpune simetrije (atom je unutar sfere). Nastavio sam analogiju u odnosu na svemir, gdje u cjelini ne postoji gradijent potencijalne gravitacijske energije. Postoje samo lokalne manifestacije toga.
  Postoji izjava da se masa materije uglavnom sastoji od kinetičke energije kvarkova i gluona, plus male čestice zbog Higgsovog polja. Ako pretpostavimo da ova masa sadrži i negativnu potencijalnu energiju, onda ova tvrdnja nije tačna.
  Masa protona je 938 MeV. Ukupna masa kvarkova, kako su utvrdili fizičari, iznosi približno 9,4 MeV. Ovdje nema masovnog defekta. Želim razumjeti, općenito, da li je potencijalna energija na bilo koji način uzeta u obzir općom teorijom relativnosti, kao generator mase, ili ne. Ili tamo jednostavno postoji energija - koja je zbir kinetičke energije i potencijalne energije.
  “Na primjer, tokom kolapsa supernove, potencijalna energija ide u veliki minus, a razlika u masama onoga što je bilo i onoga što je postalo može se emitovati prema van u obliku fotona (prije, ne fotona, nego zapravo neutrina) .”
  Pa šta - rupa jer supstanca koja je u nju pala i nalazi se u dubokoj potencijalnoj rupi ne postaje lakša, možda za količinu mase energije - supstance koju je vratila nazad.
  
  Odgovori
  - "osim količine mase energije - materije koju je vratila"
    Ovo „osim“ može biti onoliko veliko koliko želite. Dakle, izgubivši kilogram u crnoj rupi, ona će biti manje masivna za manje od 1 kg. U praksi, do 30% padajuće mase emituje akrecioni disk kao rendgenske zrake, ali se broj padajućih protona ne smanjuje. Nije bitna materija koja se emituje, već rendgenski zraci. Nije uobičajeno da se X-zrake nazivaju pojmom supstanca.
    Pročitajte vijesti o sudaru dvije crne rupe, a rezultat je i tamo osjetno lošiji od zbroja originalnih rupa.
    I na kraju, pitanje je GDE ste sa svojom vagom. U kom referentnom okviru i u kojoj tački? Metoda mjerenja je sve. Ovisno o tome, namjeravate mjeriti različite mase, ali IMHO je to više terminološko pitanje. Ako je atom unutar neutronske zvijezde, onda ne možete izmjeriti njegovu masu osim upoređivanjem sa susjednim test tijelom koje je u blizini. S tim u vezi, masa atoma se ne smanjuje kada padne u rupu, ali masa ukupnog sistema nije jednaka zbiru masa komponenti. Vjerujem da je ovo najtačnija terminologija. U ovom slučaju, masa sistema se uvek meri u odnosu na posmatrača izvan ovog sistema.
    
    Odgovori
    - Termin "veličina mase energije - materije" ovdje znači "veličina mase energije i mase materije". X-zrake imaju masu mirovanja ako su zaključane u kutiji sa ogledalima ili u crnoj rupi. Gravitacioni talasi takođe nose energiju i moraju se uzeti u obzir u generatoru mase u opštoj relativnosti. Izvinjavam se zbog netačnosti formulacije.
      Iako, kao što znam, praktično stacionarno gravitaciono polje samo po sebi nije uzeto u obzir u sastavu mase u opštoj relativnosti. Stoga, potencijalnu energiju polja također ne treba uzeti u obzir. Štaviše, potencijalna energija je uvijek relativna. Ili sam u krivu? S tim u vezi, tvrdnja da je masa svemira 0 zbog negativne energije (i mase) gravitacionog polja je besmislica.
      U primjeru sa crnom rupom, ako pretpostavimo da u procesu pada u rupu, na primjer, kilogram krompira, ništa nije izašlo, mislim da crna rupa povećava svoju masu za ovaj kilogram. Ako ne uzmete u obzir potencijalnu energiju krumpira u sastavu mase, onda aritmetika izgleda ovako. Kada krompir padne u rupu, dobija veću kinetičku energiju. Zbog toga povećava svoju masu, ako se gleda izvana rupe. Ali u isto vrijeme, kada se gleda izvana, svi procesi u krompiru se usporavaju. Ako ispravimo vremensku dilataciju, onda se masa krompira kada se gleda iz vanjskog referentnog okvira neće promijeniti. A crna rupa će povećati svoju masu za tačno 1 kilogram.
      
      Odgovori

“Na primjer, svemir se sastoji od čestica prašine ravnomjerno raspoređenih u svemiru, koje gravitacijsko djeluju jedna na drugu.”

Vaš model je već kontradiktoran i nepovezan sa stvarnošću. Možete smisliti gomilu takvih primjera i svaki put doći do bilo kakvog zaključka.
A entropija će biti faktor uređenosti vašeg sistema. A potencijalna energija vam neće dati nikakve zanimljive rezultate, budući da je relativna u odnosu na odabranu referentnu tačku i Posmatrača.

U stvarnom svijetu, sličan model je kristal. U njemu su atomi ravnomjerno raspoređeni u prostoru i međusobno djeluju.
Ispravite me ako griješim.

Odgovori

“Vaš model je već kontradiktoran i nepovezan sa stvarnošću.”
Što se tiče nedosljednosti, to se mora dokazati. U smislu usklađenosti sa realnošću - možda. Ovo je hipotetički model. Malo je pojednostavljen radi boljeg razumijevanja.
“A entropija će biti faktor uređenosti vašeg sistema...”
Slažem se.

Odgovori
- Ako volite valne teorije fizike i volite ih modelirati, pokušajte objasniti ovaj efekat u našem nevjerovatnom svemiru.
  Ona se manifestuje na svim skalama.
  https://cs8.pikabu.ru/post_img/2017/01/30/0/1485724248159285 31.webm
  Ovo sam objavio i za AI iznad. Biće zanimljivo vidjeti i obrazloženje iza toga.
  
  Odgovori
  
  Oprostite na grubosti, ali ovo je banalan mehaničar prve godine fakulteta. Međutim, sam fenomen bi trebao biti razumljiv čak i jakom studentu. Imajte na umu da ne mogu gubiti vrijeme na nasumične zahtjeve. Općenito, bolje je držati se teme vijesti kada komentirate vijesti.
  
  Odgovori
  - - Vjerujete li ozbiljno da se fizika svodi na nabrajanje svih mogućih problema i popis rješenja za njih? I da fizičar, videći problem, otvori ovu magičnu listu, potraži na njoj problem broj jedan milion i pročita odgovor? Ne, razumjeti fiziku znači vidjeti fenomen, razumjeti ga, napisati formule koje ga opisuju.
      Kad kažem da je to banalna fizika prve godine, to znači da student fizike nakon normalnog kursa mehanike to može sam riješiti. Normalan student ne traži rešenje, on sam rešava problem.
      Oprostite na ukoru, ali ovaj rašireni stav je veoma depresivan. Ovo je osnova za nerazumijevanje većine ljudi šta nauka radi i kako to radi.
      
      Odgovori
      - Apsolutno se slazem sa tobom. Nema većeg zadovoljstva od rešavanja problema sami. To je kao droga))
        Samo sam prijateljski postavljao pitanje.
        Imam prosječan nivo u ukupnom rješavanju zadataka iz fizike. Na Svesaveznim olimpijadama iz fizike bio sam u sredini. Ali u programiranju i modeliranju uspio sam da se popnem više. ali ovdje je na djelu drugačiji način razmišljanja.
        
        Odgovori
        
        Ne mogu jednostavnim riječima jasno formulirati suštinu ovog fenomena. (neka vrsta stupora u mojoj glavi). Tačno poenta. Prebaciti ga na drugi model i objasniti školarcima.
        
        Ovaj eksperiment se može smatrati prolazom signala. I brže putuje zakrivljenom putanjom.
        Odakle dolazi ovaj dobitak u vremenu?
        Očigledno, oblik putanje takođe utiče na ovo kašnjenje. Ako napravite vrlo duboke rupe, lopta jednostavno neće savladati rupu, gubeći energiju zbog otpora zraka pri velikim brzinama.
        Ako problem postavite kao određivanje optimalnog oblika putanje, onda se čini da problem prestaje biti školski problem. Već ulazimo u mnoge različite funkcije i oblike putanje.
        Možemo li ovaj problem prenijeti na elemente? Čini mi se da bi mnogima bilo od koristi, sudeći po reakciji ljudi. I ovaj zadatak dobro odražava stvarnost.
        
        Odgovori
        
        Iskreno, ne razumijem kako, kada učestvujete na svesaveznim olimpijadama, ne vidite ovaj fenomen. Pogotovo u kombinaciji sa činjenicom da, po vama, ne možete jasno formulisati suštinu ovog fenomena.
        Razumijete li da vrijeme koje je potrebno da se pređe putanja ne zavisi samo od njene dužine, već i od njene brzine? Razumijete li da je brzina na dnu veća nego na vrhu? Možete li spojiti ove dvije činjenice u opće razumijevanje da duža putanja ne znači nužno i više vremena? Sve zavisi od povećanja brzine sa povećanjem dužine.
        Dovoljno je razumjeti ovaj fenomen da prestanete biti iznenađeni efektom. A specifičan proračun za proizvoljnu putanju će zahtijevati pažljivo snimanje integrala (a tu je potrebna 1. godina fakulteta). Tamo će, naravno, biti drugačije za različite putanje, ali može se pokazati da će za prilično ravnu putanju bilo kojeg oblika, koja ide striktno ispod prave linije, vrijeme putovanja uvijek biti manje.
        >Sada se zabavljam sa teorijom vremena.
        Ovo je vrlo opasna formulacija. Toliko opasno da vas proaktivno molim da ne pišete ništa o takvim temama u komentarima na elementima. Hvala na razumijevanju.
        
        Odgovori
        
        Vidim ovaj fenomen, razumijem ga i mogu uzeti integral preko bilo kojeg oblika putanje i lako napisati program za proračun.
        Ali kada odem sa tinejdžerima u eksperimentalijum i objasnim im jednostavnim jezikom kako sve funkcioniše, upravo na ovom fenomenu ne uspevam. Možda su godine ta koja uzimaju danak))
        A vještina brzog i lakog uočavanja konačnog odgovora nestaje ako stalno ne vježbate. Vjerovatno kao u sportu. Sa 40 godina teško je okretati se na vodoravnoj traci kao u mladosti... i raditi salto)))
        Nikad nisam mislio da je diskusija o vremenu tabu))). Štaviše, ovo je temelj. Čitajući Hawkinga i gledajući kako su popularizirali ove ideje, bio sam siguran da one zaokupljaju umove svjetskih istraživača.
        Možda ste me pogrešno razumeli?
        Ali ovo je samo razgovor... i naravno da neću kršiti pravila i promovirati bilo kakvu herezu i neutemeljene lične teorije)) Ovo barem nije pristojno...
        Ali mozgu je potrebna hrana i nešto novo)))
        
        Odgovori
        
        Što se Olimpijskih igara tiče. Moje iskustvo je pokazalo da stvarno cool momci nisu oni koji rješavaju nove probleme, već oni koji ih smišljaju. Ima ih samo nekoliko. Ovo je druga dimenzija i pogled na svijet. Slučajni 5-minutni razgovor s takvom osobom na jednoj od olimpijada potpuno mi je promijenio život i izvukao me iz dubokih iluzija i zapravo mi je spasio život.
        Našalio se da "doktor nauka" svoju titulu dobija za lečenje povređenih kolega koji nisu uspeli da se popnu na jedan od tobogana.
        Ova osoba je tvrdila da se vrhunski pobjednici olimpijada tada raspadaju u naučnoj zajednici i ne donose nova otkrića i rezultate. Stoga, bez stalnog širenja vašeg znanja i stvarnih vještina, put ka nečemu novom neće biti vidljiv.
        I generalno, Olimpijske igre su čisti sport sa srećom, hrabrošću, lukavstvom, sa puno povreda i sakaćenja psihe djece, uključujući i mene. Ali ovo je zivot)))
        
        Odgovori

Razbijači mitova i legendi su već opovrgli vašu pretpostavku.
https://www.youtube.com/watch?v=XsKhzk4gn3A

Učinak je neovisan o materijalima i trenju.
Također, prema vašoj verziji, ako loptice zamijenimo kliznim utezima, efekat će nestati.

Takođe, brže loptice imaju veći otpor vazduha. Otpor je proporcionalan kvadratu brzine. Pa ipak, to ih ne sprečava da budu prvi.

Hajde da imamo realnije ideje. Ove stvari direktno odražavaju način na koji naš svijet funkcionira.

Odgovori

- Općenito, trenje kotrljanja nema nikakve veze s tim...))
  Efekat djeluje u modelima bez trenja i zraka.
  Možete napraviti magnete i ispumpati zrak.
  Ali izračunati oblik putanje koji je najbrži je prilično kul problem.
  Profesionalci klasične mehanike vjerovatno mogu intuitivno predvidjeti odgovor.
  
  Odgovori
  - Palo mi je na pamet da eksperiment u vašem videu liči na Foucaultovo klatno. Očigledno je da će najbrža putanja lopte biti kružni luk sa najmanjim mogućim radijusom (do polukružnog puta = 1 poluval sa grebenom nadole). Za klatno je riješen paradoks duže putanje i istovremeno veće brzine zbog manjeg polumjera opisanog luka, tj. dužina kraka klatna, od koje zavisi period njegovog oscilovanja.
    U ovom slučaju, svako odstupanje kretanja lopte od strogo kružnog je nepoželjno, jer bi trebalo negativno utjecati na njenu prosječnu brzinu. Pravolinijsko kretanje lopte u videu je slično oscilacijama klatna sa veoma dugačkim krakom, koji, kao što svi razumiju, ima najduži period oscilovanja. Stoga se tamo opaža najmanja brzina lopte.
    Izgleda da sam bez integrala ;)
    Zanimljiv problem!
    
    Odgovori
    - Moramo to matematički dokazati i testirati hipotezu. Ali zvuči zanimljivo... jedna od najnovijih verzija je bila da je ovo obrnuta cikloida.
      Imam dosta takvih stvari na lageru.
      Na primjer:
      Naizgled najbanalniji problem o očuvanju energije za školu, ali upravo pokazuje razumijevanje potencijalne energije i kinetičke energije o kojoj je Nikolaus govorio. Problem za njega slomio je mozgove mnogima, čak i momcima koji su se ozbiljno bavili fizikom.
      Uzimamo mašinu sa oprugom za navijanje. Stavili smo ga na pod i pustili. Zbog opruge ubrzava do brzine V. Zapisujemo zakon održanja energije i izračunavamo energiju opruge.
      0 + E(opruge) = mV^2/2
      Sada pažnja! Prelazimo na jednak inercijski sistem koji se kreće prema automobilu. Grubo rečeno, krećemo se prema automobilu brzinom V.
      U odnosu na nas, na početku je brzina automobila bila V, nakon ubrzanja bit će 2V.
      Izračunavamo energiju opruge.
      E(opruge) + mV^2/2 = m(2v)^2/2
      E(opruge) = 3mV^2/2
      Energija opruge je naglo porasla u odnosu na drugi inercijski referentni okvir.
      Štaviše, što se brže krećete prema automobilu, to je veća energija opruge.
      Kako je to moguće?
      Nicolaus je za tebe. Zakon očuvanja je prekršen. Ura! gotovo je!))))
      Ovo je također osnovno razumijevanje procesa i prijenosa energije.
      Djeca vole da prave probleme)))
      
      Odgovori
      
      Vaš izraz nakon "Izračunavamo energiju opruge" je netačan.
      “A djeca koja postavljaju pitanja su vrlo rijetka.”
      Djeca koja postavljaju pitanja nisu neuobičajena. Sva djeca imaju period "zašto".
      Općenito ću se suzdržati od razgovora s vama da vas nehotice ne uvrijedim. Volim da zbijam šale koje se možda ne razumeju.
      
      Odgovori

Odgovori

Ne ne ovako. Energetski nivo vakuuma, tj. prazan prostor, određuje dinamiku recesije galaksija. Da li ubrzavaju ili, naprotiv, usporavaju? Ovo sprečava da vagu pomerate previše slobodno. Potencijal vakuuma se ne može birati proizvoljno, on je potpuno mjerljiv.

Odgovori

Dragi Igore! Ja, naravno, razumijem da ste se zasitili komentatora nakon svake objave vijesti. Trebamo vam zahvaliti što dajete informacije o stranom razvoju, a ne gluposti, ali mi smo ono što jesmo. Vaše je pravo da generalno šaljete originalnom izvoru, jer... Ovo je rewrite ili Copy Paste sa tehnički ispravnim prijevodom, za koji opet poseban ATP.
A sada na temu, ako se atom, čestica, bilo koje tijelo bez kinetike pomakne bliže izvoru elektromagnetnog zračenja, onda se njegova ukupna energija povećava. A kako se preraspoređuje unutar tijela (koje se više povećava (smanjuje), kinetički ili potencijalno), to ne utječe na konačni rezultat. Stoga sam rekao da objašnjenje autora članka nije tačno. U stvari, ne postoji toplotna sila – to je sila gravitacije. Kako se to događa? Odgovor je u članku: “Gravitacija Zemlje Fotonsko-kvantna gravitacija”, objavljenom u mađarskom časopisu (str. 79-94):
http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5 -5-2016.pdf

Odgovori

Igore, ne znam da li je ovo loše ponašanje. Ali, u svjetlu brojnih komentara na ovu temu, čini mi se da postoji potreba za pisanjem dobrog naučno-popularnog teksta, uključujući i o pojmu potencijalne energije. Jer, po mom mišljenju, ljudi su malo zbunjeni. Možda ćete, ako budete imali vremena, pokušati da pišete o Lagranžijancima na naučno popularan način? Čini mi se da će s vašim talentom i iskustvom biti vrlo potreban članak. Razumijem, najteže je pisati o takvim fundamentalnim konceptima. Ali šta ti misliš?

Odgovori

Dozvolite mi da odgovorim na vaše pitanje.

Evo šta piše na Wikipediji:
Objavljivanje Eagleworksovog rada dovelo je do toga da se EmDrive ponekad opisuje kao "testiran u NASA-i", iako je službeni stav agencije drugačiji: "Ovo je mali projekat koji još nije doveo do praktičnih rezultata."

Ali iz teksta je očigledno da postoji interesovanje za ovaj uređaj i kreatori su uspeli da privuku pažnju. Inače niko ne bi dodijelio novac. Ima nešto tamo.
Predlažem da sačekate malo i vidite konačne rezultate. Ovo će vam uštedjeti vrijeme i trud. Ali ne biste se trebali nadati čudima i sanjati o tome kako će se utvrđeno znanje i iskustvo srušiti)))
Bolje je izgraditi nešto novo nego pokušati razbiti ono što su radili naši preci.
Jednostavno rečeno, ako njihov uređaj radi, onda će se naći osoba koja će sve mirno opisati u okviru postojećih teorija.

Odgovori

- Dobro razumem tvoja osećanja. Među mojim prijateljima programerima koji imaju razvijeno mišljenje, ali nemaju iskustva u radu sa teorijom fizike, ima dosta takvih osjećaja. Iskopajte video na YouTube-u, pronađite nekog dedu u garaži koji je napravio perpetual motor itd., njihova omiljena zabava.
  Uvijek je zabavno i dobar razlog za druženje u prirodi i roštiljanje.
  A za mene je ovo prilika da još jednom provjerim vlastito znanje i nedostatke. (Svi ih imaju. Neki ljudi su stvarno stidljivi i maskiraju ih.)
  Suština vašeg pitanja leži u osnovnoj fizici. Ako jasno dođete do osnova teorije fizike, onda ćete razumjeti jednostavnu stvar.
  Čim se dokaže jedinstveni efekat emDrive-a, a jasno je da se ne radi o prikrivenom skupu već poznatih efekata, onda će svaki kompetentni fizičar doći do objašnjenja.
  Ali dokaz eksperimenta mora biti rigorozan i sve procedure su fino podešene tokom stoljeća. Ovdje nema prepreka. Potrebno je samo slijediti jasne procedure prihvaćene u svijetu nauke.
  Svijet prave fizike je mnogo novca. I daju se samo za određeni rezultat. Niko ne voli da gubi vreme i upada u lutke. Kazne za greške su veoma stroge. Pred mojim očima ljudi su jednostavno umirali u roku od nekoliko mjeseci kada su njihove nade bile slomljene. I šutim o tome koliko ljudi jednostavno poludi, fiksirani na svoje ideje u pokušaju da „pomognu cijelom čovječanstvu“.
  Ovo nije normalno.
  Sva fizika je izgrađena na nekoliko najjednostavnijih ideja. Dok to ne shvatite u potpunosti, bolje je ne boriti se sa vjetrenjačama.
  Jedan od postulata fundamentalne teorije fizike je sljedeći: prostor i vrijeme možemo dijeliti neograničeno.
  A onda dolazi matematika. Trebat će vam i novčić i olovka.
  Na jednom listu papira sa ovom idejom možete izvesti Maxwellovu distribuciju. I predvidite slučajnu distribuciju loptica u standardnom eksperimentu i idite u šetnju po dimenzijama.
  Ako mirno radite ovu vježbu, onda razumijete šta radite.
  Drugim riječima, prije nego što napravite salto na vodoravnoj traci, morate se mirno i bez razmišljanja podići na bilo koji način.
  U teoriji fizike postoji tačka od koje se sve gradi. Morate biti u stanju da izgradite sve osnovne formule i teorije iz ove tačke.
  Jednom kada nekoliko puta protrčate glavnim stazama i stazama, postaćete pošten i pravi stanovnik ovog sveta.
  I tada ćete shvatiti da jezik fizike može opisati bilo koju pojavu.
  Moj prijatelj lingvista vidi fiziku kao jezik za opisivanje stvarnog svijeta. Ne vjeruje ni u elektron))) I to je njegovo pravo...
  A moji prijatelji matematičari kažu da je fizika matematika kojoj se dodaje kap vremena (dt).
  Počnite sa samim osnovama. Ovde je sve jasno i lepo)))
  
  Odgovori

"Treće, postoji još jedna sila privlačenja - gravitaciona sila. Ona ne zavisi od temperature, već se povećava sa telesnom masom."

Ne bih bio toliko siguran da je gravitacija nezavisna od temperature. Dinamika čestica raste sa temperaturom, što znači da raste masa (barem relativistička), što znači da raste gravitacija.
Uopšteno govoreći, uzimajući u obzir [zapravo] dinamičku prirodu gravitacionih sila, upravo ova činjenica povezuje gravitacionu silu sa temperaturom kao dinamičkom karakteristikom mehaničkih sistema. Ali ovo je tema za drugi razgovor, odnosno teoriju. ;)

Odgovori

Koliko sam shvatio, u "zvučnom" polju ovaj efekat je još lakše implementirati ako se dipol zamijeni membranom (na primjer, mjehurom od sapunice) sa rezonancom na frekvenciji većoj od one na koju generator zvuka je podešen. Ipak, nekako je lakše uložiti kilovat energije u zvuk nego u EM zračenje))

Bilo bi smiješno: mjehurići od sapunice privlače zvučnik...

Odgovori

Zvuk i muzika su generalno pogodne stvari za proučavanje talasa. Ovo je moj hobi.
Ako nekoga zanima, evo mojih pokušaja primjene kvantne fizike i Šumannove rezonancije u kreativnosti.
https://soundcloud.com/dmvkmusic
Ovo je 3D muzika, tako da je trebate slušati samo sa slušalicama ili dobrim zvučnicima.
Imam zvučnike i cijeli studio, pa čak i balone od sapunice.
Provjeriću tvoju ideju)))
Hvala ti!
Uradimo više!)))

Odgovori

„A budući da atom nastoji da smanji svoju interakcijsku energiju što je više moguće, energetski mu je korisno da se približi lopti – uostalom, tamo je smanjenje energije najznačajnije!“
Nekakvo sranje, a ne objašnjenje, šta atom želi, nešto što mu koristi. I svojom voljom, kreće se gdje god želi.
Kakva šteta što sada nema fizičara koji su sposobni da objasne.
Da ne spominjemo da se izloženost energiji objašnjava snižavanjem nivoa energije objekta. Čini se da se drugi zakon termodinamike histerično grči. Izvini.

Odgovori

Nažalost, tokom rasprave nije bilo moguće dobiti sveobuhvatan odgovor na pitanje potencijalne energije. Stoga sam pokušao sam to shvatiti (što je potrajalo). To je iz toga proizašlo.

Mnogi odgovori pronađeni su u prezentaciji predavanja izuzetnog ruskog fizičara Dmitrija Djakonova „Kvarkovi i odakle dolazi masa“. http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/. Dmitrij Djakonov je imao jednu od najvećih citiranosti; mislim da je među velikim fizičarima.

Ono što je iznenađujuće, u poređenju sa predavanjem, je da nisam lagao ni o čemu u svojim pretpostavkama kada sam pisao o prirodi potencijalne energije.

Ovo je rekao Dmitrij Djakonov.

„Sada želim da te duboko zamislim. Pogledajte slajd 5. Svi znaju da ptica sjedi na žici, ima 500 kilovolti u žici, ali nju nije briga. E sad, ako se ptica ispruži i jednom šapom uhvati jednu žicu, a drugom drugom, neće biti dobro. Zašto? Jer kažu da sam električni potencijal nema fizičko značenje, on se, kako mi volimo reći, ne opaža. Postoji preciznija tvrdnja da se posmatra uočena jačina električnog polja. Napetost - ko zna - je gradijent potencijala."

Princip – da se ne posmatra vrednost samog električnog potencijala, već samo njegova promena u prostoru i vremenu – otkriven je još u 19. veku. Ovaj princip se primjenjuje na sve fundamentalne interakcije i naziva se “gradijentna invarijantnost” ili (drugi naziv) “mjerna invarijantnost”.

„Počeo sam svoju listu gravitacionom interakcijom. Ispada da je i ona izgrađena na principu invarijantnosti kalibra, samo što je nezavisna ne od "boje", ne od potencijala, već od nečeg drugog. Pokušaću da objasnim zašto.
Zamislimo da se negdje nalazi velika masa. Na primjer, Sunce. Sunce je velika masa. šta to radi? Čini se da savija ravan prostor, a prostor postaje zakrivljen. Vrlo jasno. Sada postavljamo Zemlju blizu, ona počinje da se okreće oko Sunca. U stvari, slika je prilično geometrijska: prostor je komprimiran i naša planeta Zemlja se vrti u ovoj rupi. Pogledajte slajd - tamo su sve koordinatne linije izobličene. I to je ono što je Ajnštajnovo najvažnije dostignuće kada je izneo opštu teoriju relativnosti. Rekao je da sve vidljive fizičke pojave ne bi trebale zavisiti od toga kakvu koordinatnu mrežu želimo da primenimo i kakav sat koristimo.
Zašto sam ovo donio ovdje, jer je i ovo neka vrsta „promjenjivosti mjerača“.

Zakrivljenost je vidljiva stvar, au matematičkom smislu, jačina električnog polja je takođe vrsta zakrivljenosti. Ali ne vidimo potencijal; ptica koja sjedi na jednoj žici je živa.”

Na osnovu ovoga možemo zaključiti da potencijalnu energiju ne treba posmatrati kao izvor mase, jer inače će masa i fizički procesi zavisiti od sistema izvještavanja iz kojeg se vrši zapažanje.

Ova ideja je pojačana odgovorom Dmitrija Djakonova na pitanje o masi elektromagnetnog polja.

„Dmitrij: Recite mi, molim vas, da li polja sila, na primjer, električna i gravitacijska polja, imaju masu?
Dmitrij Djakonov: Ako jesu, onda je vrlo mali, a uvriježeno je da su bez mase.
Dmitrij: Mislio sam na nešto malo drugačije. Recimo da imamo kondenzator, između čijih ploča postoji električno polje. Da li ovo polje ima masu?
Dmitrij Djakonov: Ne.
Dmitrij: Ima li energije?
Dmitrij Djakonov: Da.
Dmitrij: A mc??
Dmitrij Djakonov: Dobro, smisli mi zatvoreni sistem, to jest, koji uključuje kondenzator, bateriju, hidroelektranu, solarni izvor i tako dalje. Kada konstruišete zatvoreni sistem, mi ćemo izmeriti njegovu masu, a ja ću reći da je E, što je mc? iz ove mase - to je energija mirovanja ovog zatvorenog sistema. Ne dajem nikakve druge izjave.
Dmitrij: Dakle, energija polja je, u suštini, energija baterije, žica i ploča?
Dmitrij Djakonov: Naravno. Morate uzeti zatvoreni sistem, možete donijeti sud o tome.”

Dakle, odakle dolazi masa u našem svijetu?

Dmitrij Djakonov: „Kao što vidite, čitava istorija nauke sastojala se od toga da proučavamo širok spektar povezanih pozicija, a zbir masa komponenti je uvek bio veći od celine. I sada dolazimo do posljednjeg vezanog stanja - to su protoni i neutroni, koji su napravljeni od tri kvarka, a ovdje je, ispostavilo se, suprotno! Masa protona je 940 MeV - vidi slajd 9. A masu sastavnih kvarkova, odnosno dva u i jedan d, dodamo 4 + 4 + 7 i dobijemo samo 15 MeV. To znači da zbir masa komponenti nije veći od cjeline, kao i obično, već manji, i ne samo manji, već 60 puta manji! Odnosno, prvi put u istoriji nauke susrećemo se sa vezanim stanjem u kojem je sve suprotno u poređenju sa uobičajenim.

Ispostavilo se da prazan prostor, vakuum, živi veoma složenim i veoma bogatim životom, koji je ovde prikazan. U ovom slučaju ne radi se o crtanom filmu, već o pravoj kompjuterskoj simulaciji prave kvantne hromodinamike, a autor je moj kolega Derick Leinweber, koji mi je ljubazno dao ovu sliku za demonstraciju. Štaviše, ono što je izvanredno je da prisustvo materije gotovo da nema efekta na fluktuacije vakuumskog polja. Ovo je polje gluona koje sve vrijeme fluktuira na tako čudan način.
A sada puštamo kvarkove unutra, vidi slajd 13. Šta će biti s njima? Događa se prilično zanimljiva stvar. I ovde misao nije površna, pokušajte da se udubite u nju. Zamislite dva kvarka, ili kvark i antikvark, koji se istovremeno nađu u blizini tako velike fluktuacije. Fluktuacija stvara određenu korelaciju između njih. A korelacija znači da su u interakciji.
Ovdje mogu samo dati svakodnevnu sliku. Ispustiš vodu iz kade, formira se lijevak, gdje padaju dvije šibice, uvlače se u ovaj lijevak i obje se vrte na isti način. To jest, ponašanje dva meča je u korelaciji. I možete reći da je lijevak izazvao interakciju između utakmica. To jest, vanjski utjecaj izaziva interakciju između objekata koji potpadaju pod ovaj utjecaj. Ili, recimo, hodate duž Mjasnicke i počne da pada kiša. I iz nekog razloga, odjednom svi podignu neki predmet iznad glave. Ovo je korelirano ponašanje, ispada da ljudi stupaju u interakciju, ali ne stupaju u direktnu interakciju, a interakcija je uzrokovana vanjskim utjecajem, u ovom slučaju, kišom.
Vjerovatno su svi čuli za supravodljivost, a ako u prostoriji ima fizičara, objasnit će da je mehanizam supravodljivosti kondenzacija takozvanih Cooperovih parova elektrona u supravodniku. Ovdje se događa sličan fenomen, samo što kvantni kondenzat ne formiraju elektroni, već parovi kvarkova i antikvarkova.

Šta se dešava ako kvark uđe u takav medij? Kvark leti, može nokautirati jedan kvark koji se već organizovao u takav par, ovaj leti dalje, nasumično pada u sljedeći, i tako dalje, vidi slajd 14. To jest, kvark putuje na složen način preko ovog medija. I to je ono što mu daje masu. Mogu to objasniti na različitim jezicima, ali, nažalost, neće biti bolje.

Matematički model ovog fenomena, koji nosi prelijepo ime "spontano kršenje kiralne simetrije", prvi su predložili davne 1961. godine istovremeno naši domaći naučnici Vaks i Larkin i divni japanski naučnik Nambu, koji je cijeli život proživio u Americi i 2008. , u dubokoj starosti dobio Nobelovu nagradu za ovo djelo.”

Predavanje je imalo slajd 14 koji pokazuje kako kvarkovi putuju. Na osnovu ovog slajda slijedi da se masa formira zahvaljujući energiji kvarkova, a ne gluonskom polju. A ova masa je dinamična - nastaje kao rezultat energetskih tokova (kretanja kvarkova), u uvjetima "spontanog narušavanja kiralne simetrije".

Sve što sam ovde napisao su vrlo kratki izvodi iz predavanja Dmitrija Djakonova. Bolje je pročitati ovo predavanje http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/ u cijelosti. Postoje prekrasni slajdovi koji objašnjavaju značenje.

Objasniću zašto sam tokom diskusije u ovoj temi postavljao pitanja o potencijalnoj energiji. U odgovorima sam želio da pročitam otprilike isto što je napisano u prezentaciji predavanja Dmitrija Djakonova, kako bih se dalje oslanjao na ove izjave i nastavio diskusiju. Međutim, do rasprave, nažalost, nije došlo.

Ovo je neophodno da bi se ojačala pozicija hipoteze o evoluciji materije. Prema hipotezi, masa u našem svemiru nastaje kao rezultat strukturiranja materije. Strukturiranje je formiranje reda u pozadini haosa. Sve što je napisano u prezentaciji predavanja Dmitrija Djakonova, po mom mišljenju, ide u prilog ovoj hipotezi.

Strukturiranje materije može se odvijati u nekoliko faza. Prijelazi između faza praćeni su revolucionarnim promjenama svojstava materije. Ove promjene u fizici nazivaju se faznim prijelazima. Sada je opšte prihvaćeno da je bilo nekoliko faznih prelaza (o tome je pisao i Dmitrij Djakonov). Poslednji od faznih prelaza mogao bi da ima uočljive pojave koje kosmolozi predstavljaju kao dokaz standardne kosmološke teorije. Stoga, zapažanja nisu u suprotnosti sa ovom hipotezom.

Postoji još jedan interesantan aspekt. Da bi se izvršili proračuni povezani sa efektom, nema potrebe da se uopšte meri potencijal. Da bi se izračunala sila koja deluje na kosu i njenu dodatnu energiju, potrebno je izmeriti električni naboj (broj elektrona) koji je ušao u telo dečaka, kao i poznavati geometrijske karakteristike dečakovog tela, uključujući karakteristike njegove kose, veličinu i lokaciju okolnih električno vodljivih tijela.

Odgovori

Ako je dječak u Faradejevom kavezu, onda koliko sam shvatio, čak i na struju. u kontaktu s njim, on nikada neće primiti e-poštu na svojoj površini. naplatiti.
Kada je ćelija povezana s nabijenom kuglom, cijeli naboj će biti raspoređen po površini ćelije. U njemu neće biti struje. stat. polje, bez naknade. Potencijal na površini dječaka će također biti nula i njegova kosa će ostati na svom mjestu. Mislim da čak i ako uzme uzemljenu žicu u ruke, ništa mu neće biti od toga. Bez punjenja, bez razlike potencijala, bez struje.
One. ukratko, stavljanjem dečaka u kavez, time ćete resetovati njegovu e-poštu. potencijal. Potencijal će biti nevidljiv, jer jednostavno ga nema. :-)
Može se uočiti i efekat sa potencijalnom razlikom. Da biste to učinili, dovoljno je postaviti drugu loptu pored dječaka, spojenu na drugi izvor ili jednostavno uzemljenu. E sad, ako dječak dotakne obje lopte odjednom, sam će osjetiti kolika je potencijalna razlika (djeco, nemojte to raditi!).
Email Potencijal ne vidimo samo kroz kosu. Postoji još jedan prelep efekat - svetla svetog Elma ili jednostavno - koronsko pražnjenje: http://molniezashitadoma.ru/ogon%20elma.jpg

Odgovori

> prekrasan efekat s dječakovom kosom nije povezan s potencijalom električnog polja, već s razlikom potencijala između dječakovog tijela i okoline (drugim riječima, sa jačinom električnog polja)

Električna napetost Art. polja uopšte nisu potencijalne razlike. ;-)
Ovo je glavna karakteristika el. Art. polje, koje karakteriše svaku njegovu tačku: https://ru.wikipedia.org/wiki/Electric_field_tension
_______________

Što se tiče Dmitrija Djakonova, njegove izjave mi se čine, blago rečeno, čudne... Možda je bio previše zanesen svojim „kvarkovima“ i primetno odvojen od stvarnog sveta. :-)

Koliko je godina imao Bohr kada je spasio fiziku od pada elektrona na jezgro svojom izjavom da se pad događa u skokovima? Jer orbite se mogu podijeliti na čiste i nečiste!
Tako je uspjelo i podijelite!
Koliko je Maksvel imao godina kada je izumeo elektromagnetno polje?
I mnogi ljudi razumiju da postoji polarizacija!
Ponekad se osjećam kao da smo imali puno poštovanja u nama u preranom dobu.
Bio bih veoma zahvalan Igoru Ivanovu ako bi napravio neki izlet u doba velikih otkrića.
Ponekad mi se još uvijek čini da se fizika boji jasnih formulacija.
Ili se zazire?
....................
Ne kritika, već balans.
Ege?

Odgovori

Vjerujem da Avogadrov zakon vrijedi za sve atome (sve kemijske elemente) bez izuzetka.
I NE ZNAM kolika je težina jednog atoma.
U eksperimentu koji je opisan NEMA paralele sa uslovima „Avogadro testa“. Ali tamo su bili različiti atomi?
Postoji mogućnost da pokušavamo da shvatimo nešto potpuno drugačije od onoga što su eksperimentatori želeli da saznaju.
........................
A koliko oni imaju, inače?

Odgovori

Problem kretanja planete Zemlje u odnosu na Sunce je problem tri magneta. Dva magneta istog polariteta usmjerena jedan prema drugom su Zemlja u svojoj ravni u odnosu na osu Sunca. Sunce je treći magnet koji okreće Zemlju i druge planete u odnosu na njihove osi proporcionalno njihovoj masi. Eliptična orbita Zemlje ukazuje da još uvijek postoji neka sila koja djeluje iz "zimske" tetive elipse. Hladna mala tijela prostora također se ne kreću slobodno u prostoru, već su dobila ubrzanje. Ova studija može samo potvrditi da gravitacijska sila planeta nastaje zbog dovoljno zagrijanih baza planeta. Odnosno, bilo koja planeta u Sunčevom sistemu je vruća iznutra.
Zašto se Zemlja i druge planete neće približiti Suncu? Sistem je dinamičan, a ne statičan, ose planeta su paralelne, tako da ima mnogo vrhova. A planete ne mogu promijeniti svoje polove, jer je to jednako napuštanju njihove orbite.

- Mislite li da je moguće da se tijelo sa magnetnim poljem i satelitom kreće po inerciji beskonačno dugo? U ovom slučaju, Zemlja bi trebala imati dva mjeseca, smještena simetrično. Ponašanje žiroskopa objašnjava moment inercije i ravnotežnu raspodjelu mase u odnosu na os rotacije. Ako postoji neravnoteža na vrhu diska u odnosu na os, tada njegova os počinje da opisuje spiralu. To se odnosi i na Zemlju, ona ima jedan satelit, koji je trebao da je izvede iz orbite i prenese u svemir da se njeno kretanje u odnosu na Sunce objašnjava samo mehaničkim momentom inercije. Ovdje je magnetizam sa Sunca toliko jak da može kompenzirati utjecaj Mjeseca na Zemlju.
  Uređeno kretanje planeta i njihovih satelita u Sunčevom sistemu ne može se objasniti ničim drugim osim magnetizmom. Mi, u obliku Sunca, imamo neku vrstu statora, budući da smo rotor, ali smo u isto vrijeme stator za Mjesec.
  
  Odgovori
  - Magnetna i električna polja su zaštićena, Ambrose. Tačnije, oni su ranžirani. Ali trenutno to nije bitno.):
    Kako zamišljate opružnu vagu sa utegom od kilograma nakon što je pokrijete magnetnim štitom? Hoće li strelica ići s desna na lijevo?
    Činilo mi se da je žiroskop divan predmet za razvoj mišljenja. Čak i Kinezi misle tako.
    Samo razmisli o tome. Žiroskop se može slobodno pomicati duž bilo koje od tri kartezijanske ose! Ako ne primijetite nagib vlastite ose žiroskopa u odnosu na neku zamišljenu bazu.
    Na primjer, možete ukloniti svoje umno oko s vrha dok ono ne postane toliko malo za posmatrača da se neće pojaviti misli da povuče os rotacije kroz ovu „tačku“.
    Usput, Ambrose, da li si ikada razmišljao o osi rotacije beskonačno malih tačaka?
    ............
    I tako je ovo izuzetno svojstvo žiroskopa navelo naučnike da potraže prirodu NJEGOVE inercije, specifične samo za žiroskop!
    Možda je ovo bio prvi korak “nauke” nazad u budućnost metafizike. Prvi korak koji nije izazvao imunološko odbacivanje od strane društva. (muškarci nikada u životu nisu videli takvu tugu)
    ....................
    Prošlo je nekoliko godina.
    Jedan genije je sugerirao da priroda inercije materijalnog tijela nije unutar tijela, već u prostoru koji okružuje ovo tijelo.
    Ovaj zaključak je bio koliko jednostavan, toliko i zapanjujući.
    Štaviše, kao model za proučavanje prirode inercije, žiroskop se pokazao kao najprikladniji alat. Uostalom, u laboratorijskim je postavkama lako dostupan za promatranje! Za razliku od, na primjer, struje projektila. Čak i ako je ovaj protok ograničen čeličnom cijevi.
    Možete li zamisliti kakav je ogroman korak nauka napravila?
    .................
    Pa da.
    I nemam pojma.
    Misli Ambrose.
    Razmisli.
    
    Odgovori
    - “Jedan genije je sugerirao da priroda inercije materijalnog tijela nije unutar tijela, već u prostoru koji okružuje ovo tijelo.”
      Pitam se da li pišete o principu zamaha?
      Ali ja govorim o svom. Ono što sam napisao ovdje (objava od 20.09.2017. 08:05) odnosi se na „prostornu simetriju“. (Ne tražite ovaj termin na internetu dok ga ja koristim). Tamo u postu se govorilo o 4D slučaju prostorne simetrije. (Četvrta prostorna koordinata je usmjerena prema van od tačke.) U principu, pravci prostorne simetrije nisu jednaki. A to se može prikazati pomoću vrha (žiroskopa) za jednu koordinatu. Uzmimo brojčanu osu. Postoji smjer brojevne ose u pozitivnom smjeru. A postoji i negativna. Dakle, ovi pravci nisu jednaki. Ako se krećemo u negativnom smjeru, tada na ovoj osi nećemo pronaći realne brojeve koji su jednaki kvadratnom korijenu koordinate ove ose. Negativna os se ispostavi da je rijetka. U prostoru je nemoguće jasno razlučiti gdje je pozitivan, a gdje negativan smjer. Međutim, možete ih odvojiti pomoću vrha. Vrh, kada se kreće u pravcu duž ose vrha, formira vijak. Desno i lijevo. Smjer desnog zavrtnja ćemo uzeti kao pozitivan smjer, a lijevog kao negativan. U ovom slučaju, pozitivni i negativni smjerovi se mogu razdvojiti. Dakle, u prirodi postoje procesi koji osjećaju razliku između kretanja u pozitivnom i negativnom smjeru - ili, drugim riječima, osjećaju razrjeđivanje negativne ose.
      Ovdje http://old.site/nauchno-populyarnaya_biblioteka/43375 0/Mnogo_vselennykh_iz_nichego u komentaru na članak "Mnogi svemiri iz ničega" divnog pisca naučne fantastike Pavela Amnuela, napisao sam gledište o kretanju majke u našem svemiru koristeći “prostornu simetriju”. Ovaj komentar je nastavak posta od 20.09.2017 08:05. Upravo je to na temu članka o kojem se raspravlja. Voleo bih da znam vaše mišljenje.
      
      Odgovori
      - Nažalost, još nisam pronašao vaš drugi komentar na članak zasnovan na Amnuelu. I to samo od 02.09.17. Možda jednostavno nisam toliko determinista?):
        Pominjao se Planck (kao svemirska letjelica... čovjek i parobrod...)
        Zapravo zanimljivo. Kada sam shvatio da je izračunao konstantu svog imena jednostavnim dijeljenjem poznatog rezultata s Rayleigh-ovom formulom, umalo sam prsnuo od bijesa. Vrativši se u Bursu, također sam otkinuo nešto slično. Pokazalo se da malo ljudi može vidjeti odnose između formula, a da se ne zamaraju njihovim preciznim modeliranjem. ... Kako biste inače ovo namazali na kruh?
        ):
        Tamo je zapravo bila zanimljiva priča. Ljudi su izmislili apstrakciju apsolutno crnog tijela, koje ne postoji u prirodi.
        Zato uzmite i pronađite!
        I šta?
        Da li su naučnici svemir nazvali nebeskim svodom?
        - Figurice! Da?
        Jednostavno su mu dodali materiju, miješajući je s energijom.
        Pa, barem na taj način.
        Čak se i u tom članku sugerira mogućnost “sudara svemira”.
        Lakše je.
        -----------
        Sada ću početi sa drugim „ako“, a prvo ću spomenuti kasnije.
        Može?
        Ako možemo razlikovati dva (nekoliko, koliko je potrebno) univerzuma, onda svaki od njih mora imati osobinu koja fenomenološki dopušta takvu selekciju.
        Naučnici su jednom pokušali da navedu takve karakteristike u takozvanoj „teoriji skupova“.
        Učinit ćemo to malo jednostavnije. - Očigledno, fenomenološki (sa stanovišta pogodnosti opisivanja „sudara“) možemo opisati svaki od univerzuma jednostavno kao „ljusku prije sudara“.
        AKO je to tako, onda naš um može raditi
        SUDAR ŠKOLJAKA.
        A ako to nije tako, onda je um koji je dozvolio sudar univerzuma još zreo, ali nedovoljan.
        AKO se sudare dvije (nekoliko) granata, onda...
        a sada će ići prvi ako:
        AKO je prostor početne i rezultujuće školjke TRODIMENZIONALAN, tada se posebno formira ravan.
        Na primjer, ravan ekliptike.
        Što smo imali privilegiju da posmatramo.
        Sve ostalo mi je za sada manje važno.
        Već postaje dugo, a ja još nisam odgovorio na direktno pitanje. Zato se unapred izvinjavam.
        Ne, mislio sam na glavnu poziciju GTR.
        Za Macha i njegov svjetski centar prvi put sam saznao od svog oca. Još u školi. Usput, slazem se sa tobom. - Ideja koju je formulisao Ajnštajn „lebdela je u atmosferi“ stvorenoj, u mnogo čemu, radom Maha. Šteta što ovo nije uvršteno u školski program.
        
        Odgovori

Odgovori

Napišite komentar

Toplotno zračenje tijela

Glavna pitanja teme:

1. Karakteristike toplotnog zračenja.

2. Zakoni toplotnog zračenja (Kirhofov zakon, Stefan-Bolcmanov zakon, Bečev zakon); Plankova formula.

3. Fizičke osnove termografije (termičke slike).

4. Prenos toplote sa tela.

Svako tijelo na temperaturama iznad apsolutne nule (0 K) je izvor elektromagnetnog zračenja, koje se naziva toplotno zračenje. Nastaje zbog unutrašnje energije tijela.

Opseg elektromagnetnih talasnih dužina (spektralni opseg) koje emituje zagrejano telo je veoma širok. U teoriji toplotnog zračenja često se smatra da talasna dužina ovde varira od 0 do ¥.

Raspodjela energije toplotnog zračenja tijela po talasnim dužinama zavisi od njegove temperature. Na sobnoj temperaturi, skoro sva energija je koncentrisana u infracrvenom području skale elektromagnetnih talasa. Pri visokim temperaturama (1000°C) značajan dio energije emituje se u vidljivom području.

Karakteristike toplotnog zračenja

1. Fluks (snaga) zračenja F(ponekad označeno slovom R) – energija emitovana u 1 sekundi sa cijele površine zagrijanog tijela u svim smjerovima u prostoru i u cijelom spektralnom opsegu:

, u SI . (1)

2. Energetski sjaj R– energija emitovana u 1 sekundi sa 1 m2 površine tela u svim pravcima prostora i u čitavom spektralnom opsegu. Ako S je površina tijela, dakle

, , u SI , (2)

Očigledno je da .

3. Spektralna gustina sjaja r λ- energija emitovana u 1 sekundi sa 1 m 2 površine tijela u svim smjerovima na talasnoj dužini λ u jednom spektralnom opsegu , →

Rice. 1

Zavisnost r l od l se naziva spektra toplotno zračenje tela na datoj temperaturi (at T= const). Spektar daje raspodjelu energije koju tijelo emituje po talasnim dužinama. To je prikazano na sl. 1.

Može se pokazati da je energetska luminoznost R jednaka površini figure ograničene spektrom i osom (slika 1).

4. Određuje se sposobnost zagrijanog tijela da apsorbira energiju vanjskog zračenja monohromatski koeficijent apsorpcije a l,

one. a l jednak omjeru fluksa zračenja talasne dužine l koje tijelo apsorbira i fluksa zračenja iste valne dužine koje pada na tijelo. Iz (3.) slijedi da i l – bezdimenzionalna količina i .

Po vrsti zavisnosti A od l sva tijela se dijele u 3 grupe:

1). Apsolutno crna tela:

A= 1 na svim talasnim dužinama na bilo kojoj temperaturi (slika 3, 1 ), tj. Potpuno crno tijelo u potpunosti apsorbira svu radijaciju koja pada na njega. U prirodi ne postoje “apsolutno crna” tijela, model takvog tijela može biti zatvorena neprozirna šupljina s malom rupom (slika 2). Zraka koja ulazi u ovu rupu, nakon ponovljenih refleksija od zidova, bit će gotovo potpuno apsorbirana.

Sunce je blizu potpuno crnog tijela, njegova T = 6000 K.

2). Siva tijela: njihov koeficijent apsorpcije A < 1 и одинаков на всех длинах волн при любых температурах (рис. 3, 2 ). Na primjer, ljudsko tijelo se može smatrati sivim tijelom u problemima razmjene toplote sa okolinom.

3). Sva druga tijela:

za njih koeficijent apsorpcije A< 1 и зависит от длины волны, т.е. A l = f(l), ova zavisnost predstavlja apsorpcijski spektar tijela (sl. 3 , 3 ).

Toplotno zračenje - Elektromagnetno zračenje , čiji je izvor energija toplotnog kretanja atoma i molekula

1. Karakteristike toplotnog zračenja

Toplotno zračenje - Ovo je elektromagnetno zračenje atoma i molekula koje nastaje tokom njihovog termičkog kretanja.

Ako zračeće tijelo ne prima toplinu izvana, onda se ono hladi i njegova unutrašnja energija opada na prosječnu energiju toplotnog kretanja čestica okoline. Toplotno zračenje je karakteristično za sva tijela na temperaturama iznad apsolutne nule.

Karakteristike toplotnog zračenja su tok zračenja, energetski luminozitet, spektralna gustina luminoznosti energije, koeficijent apsorpcije.

Tok zračenja F (fluks zračenja) je prosječna snaga zračenja tokom vremena značajno dužeg od perioda oscilacija svjetlosti:

U SI, fluks zračenja se mjeri u vatima (W).

Tok zračenja po jedinici površine naziva se energetski sjaj yuR (gustina toka zračenja):

. (2)

SI jedinica za osvjetljenje je 1 W/m2.

Zagrijano tijelo emituje elektromagnetne valove različitih dužina. Odaberimo mali integral talasnih dužina od  do  + d.

Energetski luminozitet koji odgovara ovom intervalu proporcionalan je širini intervala:

. (3)

Gdje r  -spektralna gustina energetske luminoznosti tijela , jednak omjeru energetske luminoznosti uskog dijela spektra prema širini ovog dijela. Jedinica mjerenja r  u SI je 1 W/m3.

Zavisnost spektralne gustine energetske luminoznosti o talasnoj dužini naziva se spektar zračenja tela .

Integracijom (3) dobijamo izraz za energetsku svetlost tela:

. (4)

Granice integracije su uzete prekomjerno kako bi se uzela u obzir sva moguća toplinska zračenja.

Sposobnost tijela da apsorbira energiju zračenja karakterizira koeficijent apsorpcije.

Koeficijent apsorpcije jednak omjeru fluksa zračenja koje apsorbira dato tijelo i fluksa zračenja koje pada na njega.

. (5)

Koeficijent apsorpcije zavisi od talasne dužine, stoga se za monohromatske tokove uvodi koncept monohromatski koeficijent apsorpcije:

. (6)

Koncepti apsolutno crnog tijela i sivog tijela.

Iz formula (5 i 6) proizilazi da koeficijenti apsorpcije mogu imati vrijednosti od 0 do 1. Crna tijela dobro apsorbiraju zračenje: crni papir, tkanine, somot, čađ, platinasto crna itd. Zračenje tijela s bijelim i zrcalnim površinama slabo apsorbira zračenje. Zove se tijelo čiji je koeficijent apsorpcije jednak jedinici za sve frekvencije apsolutno crna . Apsorbuje svu radijaciju koja pada na njega. Potpuno crno tijelo je fizička apstrakcija. U prirodi nema takvih tijela. Model apsolutno crnog tijela je mala rupa u zatvorenoj neprozirnoj šupljini (sl.). Zraka koja ulazi u ovu rupu, koja se više puta odbija od zidova, biće skoro potpuno apsorbovana. Stoga, s malom rupom u velikoj šupljini, snop neće moći izaći, odnosno potpuno će se apsorbirati. Duboka rupa, otvoreni prozor koji nije osvijetljen iznutra sobe, bunar su primjeri tijela koja se približavaju karakteristikama apsolutno crne.

Rice. 1. Model potpuno crnog tijela.

Tijelo čiji je koeficijent apsorpcije manji od jedinice i ne ovisi o talasnoj dužini svjetlosti koja pada na njega naziva sesiva . U prirodi ne postoje siva tijela, ali neka tijela u određenom opsegu talasnih dužina emituju i apsorbuju kao siva tijela. Na primjer, ljudsko tijelo se ponekad smatra sivim, s koeficijentom apsorpcije 0,9.

Krajem 19. - početkom 20. vijeka. otkrili V. Roentgen - X-zrake (X-zrake), A. Becquerel - fenomen radioaktivnosti, J. Thomson - elektron. Međutim, klasična fizika nije bila u stanju da objasni ove pojave.

A. Einsteinova teorija relativnosti zahtijevala je radikalnu reviziju koncepta prostora i vremena. Posebni eksperimenti potvrdili su valjanost hipoteze J. Maxwella o elektromagnetnoj prirodi svjetlosti. Moglo bi se pretpostaviti da je emisija elektromagnetnih valova zagrijanih tijela posljedica oscilatornog kretanja elektrona. Ali ova pretpostavka je morala biti potvrđena poređenjem teorijskih i eksperimentalnih podataka.

Za teorijsko razmatranje zakona zračenja koristili smo se crni model karoserije , tj. tijelo koje u potpunosti apsorbira elektromagnetne valove bilo koje dužine i, shodno tome, emituje sve dužine elektromagnetnih valova.

Austrijski fizičari I. Stefan i L. Boltzmann eksperimentalno su ustanovili da je ukupna energija E, emitovano po 1 crnom tijelu po jedinici površine, proporcionalno četvrtom stepenu apsolutne temperature T:

Gdje je s = 5,67. 10 -8 J/(m 2. K-s) je Stefan-Boltzmannova konstanta.

Ovaj zakon se zvao Stefan-Boltzmannov zakon. Omogućio je izračunavanje energije zračenja potpuno crnog tijela iz poznate temperature.

Plankova hipoteza

U nastojanju da prevlada poteškoće klasične teorije u objašnjavanju zračenja crnog tijela, M. Planck je 1900. iznio hipotezu: atomi emituju elektromagnetnu energiju u odvojenim porcijama - kvanti . Energija E

Gdje h=6,63 . 10 -34 J . c-Plankova konstanta.

Ponekad je zgodno izmjeriti energiju i Planckovu konstantu u elektron voltima.

Onda h=4,136 . 10 -15 eV . With. U atomskoj fizici se koristi i količina

(1 eV je energija koju elementarno naelektrisanje dobija kada prolazi kroz ubrzavajuću potencijalnu razliku od 1 V. 1 eV = 1,6...10 -19 J).

Tako je M. Planck pokazao izlaz iz teškoća s kojima se susreće teorija toplotnog zračenja, nakon čega se počela razvijati moderna fizička teorija tzv. kvantna fizika.

Foto efekat

Fotoefekat nazvano emisijom elektrona sa površine metala pod uticajem svetlosti.1888 G. Hertz je otkrio da kada se elektrode pod visokim naponom ozrači ultraljubičastim zracima, dolazi do pražnjenja na većoj udaljenosti između elektroda nego bez zračenja.

Fotoelektrični efekat se može uočiti u sljedećim slučajevima:

1. Cinkova ploča spojena na elektroskop negativno je nabijena i ozračena ultraljubičastim svjetlom. Brzo se prazni. Ako ga napunite pozitivno, tada se naboj ploče neće promijeniti.

2. Ultraljubičasti zraci koji prolaze kroz pozitivnu mrežnu elektrodu pogađaju negativno nabijenu cink ploču i izbijaju elektrone iz nje, koji jure prema mreži, stvarajući fotostruju koju bilježi osjetljivi galvanometar.

Zakoni fotoelektričnog efekta

Kvantitativne zakone fotoelektričnog efekta (1888-1889) ustanovio je A. G. Stoletov.

Koristio je vakuum stakleni balon sa dvije elektrode. Svjetlost (uključujući ultraljubičasto zračenje) ulazi u katodu kroz kvarcno staklo. Pomoću potenciometra možete podesiti napon između elektroda. Struja u kolu je mjerena miliampermetrom.

Kao rezultat zračenja, elektroni izbačeni iz elektrode mogu doći do suprotne elektrode i stvoriti početnu struju. Kako napon raste, polje ubrzava elektrone i struja se povećava, dostižući zasićenje, pri čemu svi izbačeni elektroni stižu do anode.

Ako se primijeni obrnuti napon, elektroni se inhibiraju i struja se smanjuje. Sa tzv napon blokiranja fotostruja prestaje. Prema zakonu održanja energije, gdje je m masa elektrona, a υ max maksimalna brzina fotoelektrona.

Prvi zakon

Istražujući ovisnost struje u cilindru od napona između elektroda pri konstantnom svjetlosnom toku jedne od njih, ustanovio je prvi zakon fotoelektričnog efekta.

Fotostruja zasićenja je proporcionalna svjetlosnom toku koji pada na metal .

Jer Jačina struje određena je veličinom naboja, a svjetlosni tok je određen energijom svjetlosnog snopa, tada možemo reći:

h Broj elektrona izbačenih iz supstance u 1 s proporcionalan je intenzitetu svjetlosti koja pada na ovu supstancu.

Drugi zakon

Promjenom svjetlosnih uslova na istoj instalaciji, A.G. Stoletov je otkrio drugi zakon fotoelektričnog efekta: Kinetička energija fotoelektrona ne zavisi od intenziteta upadne svetlosti, već zavisi od njene frekvencije.

Iz iskustva proizlazi da ako se frekvencija svjetlosti poveća, tada se pri konstantnom svjetlosnom toku povećava napon blokiranja, a posljedično se povećava i kinetička energija fotoelektrona. dakle, kinetička energija fotoelektrona raste linearno sa frekvencijom svjetlosti.

Treći zakon

Zamjenom fotokatodnog materijala u uređaju, Stoletov je uspostavio treći zakon fotoelektričnog efekta: za svaku supstancu postoji crvena granica fotoelektričnog efekta, tj. postoji minimalna frekvencija nmin, pri čemu je fotoelektrični efekat još uvijek moguć.

Kada je n< n min ни при какой интенсивности волны падающего на фотокатод света фотоэффект не произойдет. Т.к. , тоminimalna frekvencija lagane šibice maksimalna talasna dužina.