Soojuskiirguse omadused. Kuumutatud keha kiirgus Kuumutatud kehade kiirgus

Soojuskiirguse seadused. Kiirgav soojus.

See võib mõnele olla uudis, kuid temperatuuri ülekandumine ei toimu ainult soojusjuhtivuse kaudu ühe keha puudutamise kaudu teisele. Iga keha (tahke, vedel ja gaasiline) kiirgab teatud laine soojuskiiri. Need ühest kehast väljuvad kiired neelduvad teises kehas ja võtavad soojust. Ja ma püüan teile selgitada, kuidas see juhtub ja kui palju soojust me selle kiirgusega kodus kaotame. (Ma arvan, et paljud on huvitatud nende numbrite nägemisest). Artikli lõpus lahendame probleemi reaalse näite põhjal.

Artikkel sisaldab matemaatikute jaoks kolmekorruselisi valemeid ja integraalväljendeid, kuid ärge kartke neid, te ei pea isegi neisse valemitesse süvenema. Ülesandes annan teile valemid, mida saab ühe korraga lahendada ja teil pole vaja isegi kõrgemat matemaatikat tunda, piisab elementaarse aritmeetika tundmisest.

Olen selles rohkem kui korra veendunud, et lõkke (tavaliselt suure lõkke) ääres istudes kõrvetas mu nägu nendest kiirtest. Ja kui katsin tule peopesadega ja käed olid välja sirutatud, siis selgus, et mu nägu lakkas põlemast. Pole raske arvata, et need kiired on sirged kui valgus. Mind ei põleta mitte lõkke ümber ringlev õhk ega isegi õhk, vaid tulest tulevad otsesed nähtamatud soojuskiired.

Kosmoses on tavaliselt planeetide vahel vaakum ja seetõttu toimub temperatuuride ülekanne eranditult soojuskiirte abil (Kõik kiired on elektromagnetlained).

Soojuskiirgusel on sama olemus, mis valgusel ja elektromagnetilistel kiirtel (lainetel). Lihtsalt nendel lainetel (kiirtel) on erinev lainepikkus.

Näiteks lainepikkusi vahemikus 0,76–50 mikronit nimetatakse infrapunaseks. Kõik kehad toatemperatuuril + 20 °C kiirgavad peamiselt infrapunalaineid, mille lainepikkus on ligi 10 mikronit.

Iga keha, kui selle temperatuur ei erine absoluutsest nullist (-273,15 ° C), on võimeline saatma ümbritsevasse ruumi kiirgust. Seetõttu kiirgab iga keha kiiri teda ümbritsevatele kehadele ja omakorda mõjutab seda nende kehade kiirgus.

Igasugune maja mööbel (tool, laud, seinad ja isegi diivan) kiirgab soojuskiiri.

Soojuskiirgus võib neelduda või läbi keha lasta, aga ka lihtsalt kehalt peegelduda. Soojuskiirte peegeldumine on sarnane peeglist peegelduva valguskiire omaga. Soojuskiirguse neeldumine on sarnane sellega, kuidas must katus muutub päikesekiirte mõjul väga kuumaks. Ja kiirte läbitungimine või läbimine on sarnane sellega, kuidas kiired läbivad klaasi või õhku. Looduses levinuim elektromagnetkiirguse liik on soojuskiirgus.

Oma omadustelt mustale kehale on väga lähedane nn reliktkiirgus ehk kosmiline mikrolaine taust – kiirgus, mis täidab Universumi temperatuuriga umbes 3 K.

Üldiselt on soojustehnika teaduses soojuskiirguse protsesside selgitamiseks mugav kasutada musta keha mõistet, et kvalitatiivselt selgitada soojuskiirguse protsesse. Ainult must keha võib arvutusi kuidagi lihtsamaks teha.

Nagu eespool kirjeldatud, on iga keha võimeline:

Must keha- see on keha, mis neelab täielikult soojusenergiat, see tähendab, et see ei peegelda kiiri ja soojuskiirgus ei läbi seda. Kuid ärge unustage, et must keha eraldab soojusenergiat.

Seetõttu on sellele kehale nii lihtne arvutusi rakendada.

Millised raskused tekivad arvutustes, kui keha pole must keha?

Kehal, mis ei ole must keha, on järgmised tegurid:

Need kaks tegurit muudavad arvutamise nii keeruliseks, et "ema, ära muretse." Väga raske on nii mõelda. Kuid teadlased ei ole tegelikult selgitanud, kuidas halli keha arvutada. Muide, hall keha on keha, mis ei ole must keha.

Samuti on olemas kontseptsioon: valge korpus ja läbipaistev korpus, kuid sellest lähemalt allpool.

Soojuskiirgus on erineva sagedusega (erinevad lained) ja igal üksikul kehal võib olla erinev kiirguse lainepikkus. Lisaks võib temperatuuri muutumisel see lainepikkus muutuda ja muutuda ka selle intensiivsus (kiirguse tugevus).

Kõik need tegurid muudavad protsessi nii keeruliseks, et on raske leida universaalset valemit kiirgusest tingitud energiakadude arvutamiseks. Ja seetõttu kasutatakse õpikutes ja igasuguses kirjanduses arvutusteks musta keha ja musta keha osana muid halle kehasid. Halli keha arvutamiseks kasutatakse mustuse koefitsienti. Need koefitsiendid on toodud mõne materjali teatmeteoses.

Vaatame pilti, mis kinnitab emissioonivõime arvutamise keerukust.

Joonisel on kaks palli, mis sisaldavad selle palli osakesi. Punased nooled on osakeste kiirgavad kiired.

Mõelge mustale kehale.

Musta keha sees, sügaval sees, on mõned osakesed, mis on tähistatud oranžiga. Nad kiirgavad kiiri, mis neelavad teisi lähedalasuvaid osakesi, mis on tähistatud kollase värviga. Musta keha oranžide osakeste kiired ei suuda teisi osakesi läbida. Seetõttu kiirgavad ainult selle palli välimised osakesed kogu palli ala ulatuses. Seetõttu on musta keha arvutust lihtne arvutada. Samuti on üldiselt aktsepteeritud, et must keha kiirgab kogu lainete spektrit. See tähendab, et see kiirgab kõiki saadaolevaid erineva pikkusega laineid. Hall keha võib kiirata osa lainespektrist, ainult teatud lainepikkusega.

Mõelge halli kehale.

Halli keha sees eraldavad sees olevad osakesed osa kiirtest, mis läbivad teisi osakesi. Ja see on ainus põhjus, miks arvutamine muutub keerulisemaks.

Soojuskiirgus- see on elektromagnetkiirgus, mis tekib kehaosakeste soojusliikumise energia muundamisel kiirgusenergiaks. See on elementaarkiirgurite (aatomite, molekulide jne) ergastuse termiline iseloom, mis vastandab soojuskiirgust kõikidele muudele luminestsentsi tüüpidele ja määrab selle spetsiifilise omaduse sõltuda ainult kiirgava keha temperatuurist ja optilistest omadustest.

Kogemused näitavad, et soojuskiirgust täheldatakse kõigis kehades mis tahes muul temperatuuril kui 0 K. Loomulikult sõltub kiirguse intensiivsus ja iseloom kiirgava keha temperatuurist. Näiteks kõik kehad, mille toatemperatuur on + 20 ° C, kiirgavad peamiselt infrapunalaineid, mille lainepikkus on ligi 10 mikronit, ja Päike kiirgab energiat, mille maksimum on 0,5 mikronil, mis vastab nähtavale vahemikule. Temperatuuril T → 0 K kehad praktiliselt ei kiirga.

Soojuskiirgus toob kaasa keha siseenergia vähenemise ja sellest tulenevalt kehatemperatuuri languse, jahtumise. Kuumutatud keha vabastab soojuskiirguse toimel siseenergiat ja jahtub ümbritsevate kehade temperatuurini. Külmad kehad võivad omakorda kiirgust neelates soojeneda. Selliseid protsesse, mis võivad toimuda ka vaakumis, nimetatakse kiirguseks.

Puhas must keha– termodünaamikas kasutatav füüsikaline abstraktsioon, keha, mis neelab kogu talle langeva elektromagnetkiirguse kõikides vahemikes ega peegelda midagi. Vaatamata nimele võib täiesti must keha ise kiirata mis tahes sagedusega elektromagnetkiirgust ja omada visuaalselt värvi. Täiesti musta keha kiirgusspektri määrab ainult selle temperatuur.

Tabel:

(Temperatuurivahemik kelvinites ja nende värv)

kuni 1000 punast

1000-1500 oranž

1500-2000 Kollane

2000-4000 Kahvatukollane

4000-5500 Kollakasvalge

5500-7000 Puhas valge

7000-9000 sinakasvalge

9000-15000 Valge-sinine

15000-∞ Sinine

Muide, lainepikkuse (värvi) põhjal määrasime päikese temperatuuri, see on umbes 6000 Kelvinit. Söed helendavad tavaliselt punaselt. Kas see tuletab teile midagi meelde? Temperatuuri saate määrata värvi järgi. See tähendab, et on seadmeid, mis mõõdavad lainepikkust, määrates seeläbi materjali temperatuuri.

Kõige mustemad pärisained, näiteks tahm, neelavad nähtavas lainepikkuste vahemikus kuni 99% langevast kiirgusest (st albeedo on 0,01), kuid infrapunakiirgust neelavad nad palju halvemini. Mõnede materjalide (süsi, must samet) ja inimsilma pupilli sügavmust värv on seletatav sama mehhanismiga. Päikesesüsteemi kehadest on Päikesel suurimal määral täiesti musta keha omadused. Definitsiooni järgi ei peegelda Päike praktiliselt mingit kiirgust. Selle termini võttis kasutusele Gustav Kirchhoff 1862. aastal.

Spektraalse klassifikatsiooni järgi kuulub Päike G2V tüüpi (“kollane kääbus”). Päikese pinnatemperatuur ulatub 6000 K-ni, seega paistab Päike peaaegu valge valgusega, kuid tänu sellele, et Maa atmosfäär neeldub osa spektrist meie planeedi pinna lähedal, omandab see valgus kollase varjundi.

Absoluutselt mustad kehad neelavad 100% ja samal ajal kuumenevad ja vastupidi! kuumutatud keha - kiirgab 100%, see tähendab, et Päikese temperatuuri - ja selle spektri vahel on range muster (musta keha kiirguse valem) - kuna nii spekter kui temperatuur on juba määratud - jah, Päikesel on nendest parameetritest kõrvalekaldeid pole!

Astronoomias on selline diagramm - "spekter-heledus" ja seega kuulub meie Päike tähtede "põhijadasse", kuhu kuulub enamik teisi tähti, see tähendab, et peaaegu kõik tähed on "absoluutselt mustad kehad", kummaline kui võib tunduda... Erandid - valged kääbused, punased hiiglased ja noovad, supernoovad...

See on keegi, kes ei õppinud koolis füüsikat.

Täiesti must keha neelab KÕIK kiirgust ja kiirgab rohkem kui kõik teised kehad (mida rohkem keha neelab, seda rohkem ta soojeneb; mida rohkem kuumeneb, seda rohkem kiirgab).

Olgu meil kaks pinda - hall (mustuskoefitsiendiga 0,5) ja absoluutselt must (mustuskoefitsiendiga 1).

Emissiivsustegur on neeldumistegur.

Nüüd, juhtides nendele pindadele sama footonivoo, näiteks 100.

Hall pind neelab neist 50, must pind neelab kõik 100.

Milline pind kiirgab rohkem valgust - millises 50 footoni või 100 "istub"?

Planck oli esimene, kes arvutas õigesti musta keha kiirguse.

Päikesekiirgus järgib ligikaudu Plancki valemit.

Ja alustame siis teooria õppimist...

Kiirgus viitab mis tahes tüüpi elektromagnetlainete emissioonile ja levimisele. Olenevalt lainepikkusest eristatakse: röntgen-, ultraviolett-, infrapuna-, valgus- (nähtav) kiirgus ja raadiolained.

Röntgenikiirgus- elektromagnetlained, mille footonite energia asub ultraviolettkiirguse ja gammakiirguse vahelisel elektromagnetlainete skaalal, mis vastab lainepikkustele 10-2 kuni 103 angströmi. 10 angströmi = 1 nm. (0,001–100 nm)

Ultraviolettkiirgus(ultraviolett, ultraviolett, UV) - elektromagnetkiirgus, mis asub nähtava kiirguse violetse piiri ja röntgenkiirguse (10–380 nm) vahel.

Infrapunakiirgus- elektromagnetkiirgus, mis hõivab nähtava valguse punase otsa (lainepikkusega λ = 0,74 μm) ja mikrolainekiirguse (λ ~ 1-2 mm) vahelise spektripiirkonna.

Nüüd on kogu infrapunakiirguse ulatus jagatud kolmeks komponendiks:

Lühikese lainepikkuse piirkond: λ = 0,74-2,5 µm;

Kesklaine piirkond: λ = 2,5-50 µm;

Pika lainepikkuse piirkond: λ = 50-2000 µm;

Nähtav kiirgus- inimsilmaga tajutavad elektromagnetlained. Inimsilma tundlikkus elektromagnetilise kiirguse suhtes sõltub kiirguse lainepikkusest (sagedusest), kusjuures maksimaalne tundlikkus esineb 555 nm (540 terahertsi) juures, spektri rohelises osas. Kuna maksimumpunktist eemaldudes kahaneb tundlikkus järk-järgult nullini, on nähtava kiirguse spektrivahemiku täpseid piire võimatu näidata. Tavaliselt võetakse lühilaine piiriks piirkond 380–400 nm (750–790 THz) ja pika laine piiriks 760–780 nm (385–395 THz). Nende lainepikkustega elektromagnetkiirgust nimetatakse ka nähtavaks valguseks või lihtsalt valguseks (selle sõna kitsamas tähenduses).

Raadiokiirgus(raadiolained, raadiosagedused) - elektromagnetkiirgus lainepikkustega 5 10-5-1010 meetrit ja sagedused vastavalt 6 1012 Hz ja kuni mitu Hz. Raadiolaineid kasutatakse andmete edastamiseks raadiovõrkudes.

Soojuskiirgus on elektromagnetlainete abil kiirgava keha siseenergia levimise protsess ruumis. Nende lainete tekitajad on aineosakesed, millest aine koosneb. Elektromagnetlainete levimiseks ei ole vaja materiaalset keskkonda, vaakumis levivad nad valguse kiirusel ja neid iseloomustab lainepikkus λ ehk võnkesagedus ν. Temperatuuridel kuni 1500 °C moodustab põhiosa energiast infrapuna- ja osaliselt valguskiirgus (λ=0,7÷50 µm).

Tuleb märkida, et kiirgusenergiat ei kiirgata pidevalt, vaid teatud osade - kvantide - kujul. Nende energiaosade kandjad on kiirguse elementaarosakesed – footonid, millel on energia, liikumiskogus ja elektromagnetiline mass. Kui kiirgusenergia tabab teisi kehasid, neeldub see osaliselt neis, peegeldub osaliselt ja läbib osaliselt keha. Kiirgusenergia muundamise protsessi neelduva keha siseenergiaks nimetatakse neeldumiseks. Enamik tahkeid aineid ja vedelikke kiirgab energiat kõigi lainepikkustega vahemikus 0 kuni ∞, see tähendab, et neil on pidev emissioonispekter. Gaasid kiirgavad energiat ainult teatud lainepikkuste vahemikes (selektiivne emissioonispekter). Tahked ained eraldavad ja neelavad energiat läbi oma pinna ja gaasid läbi oma ruumala.

Ajaühikus kiirgavat energiat kitsas lainepikkuste vahemikus (λ kuni λ+dλ) nimetatakse monokromaatilise kiirguse vooks Qλ. Kiirgusvoogu, mis vastab kogu spektrile vahemikus 0 kuni ∞, nimetatakse integraal- ehk kogukiirgusvooks Q(W). Tervikliku kiirgusvoogu, mis kiirgub keha ühikpinnalt poolkerakujulise ruumi kõigis suundades, nimetatakse integraalseks kiirgustiheduseks (W/m2).

Selle valemi mõistmiseks kaaluge pilti.

Ei olnud juhus, et kujutasin kahte kehaversiooni. Valem kehtib ainult ruudukujulise keha puhul. Kuna kiirgav ala peab olema tasane. Tingimusel, et kiirgab ainult keha pind. Siseosakesed ei eraldu.

Teades materjali kiirgustihedust, saate arvutada, kui palju energiat kiirgusele kulutatakse:

Tuleb mõista, et tasapinnast väljuvatel kiirtel on tasapinna normaal suhtes erinev kiirgusintensiivsus.

Lamberti seadus. Keha poolt kiiratav kiirgusenergia levib ruumis eri suundades erineva intensiivsusega. Seadust, mis määrab kiirguse intensiivsuse sõltuvuse suunast, nimetatakse Lamberti seaduseks.

Lamberti seadus kehtestab, et pinnaelemendi poolt teise elemendi suunas kiirgav kiirgusenergia hulk on võrdeline piki normaalet kiirgava energia hulga korrutisega kiirguse suuna ja normaaliga moodustatud ruuminurga suuruse võrra.

Vaata pilti.

Iga kiire intensiivsust saab leida trigonomeetrilise funktsiooni abil:

See tähendab, et see on omamoodi nurga koefitsient ja see järgib rangelt nurga trigonomeetriat. Koefitsient töötab ainult musta keha puhul. Kuna läheduses olevad osakesed neelavad külgkiiri. Halli keha puhul on vaja arvestada osakesi läbivate kiirte arvuga. Arvestada tuleb ka kiirte peegeldusega.

Järelikult kiirgub suurim hulk kiirgusenergiat kiirguspinnaga risti olevas suunas. Lamberti seadus kehtib täielikult absoluutselt musta keha ja difuusse kiirgusega kehade kohta temperatuuril 0 - 60°C. Poleeritud pindade puhul Lamberti seadus ei kehti. Nende jaoks on kiirguse emissioon nurga all suurem kui pinna suhtes normaalses suunas.

Allpool käsitleme kindlasti mahukamaid valemeid keha kaotatud soojushulga arvutamiseks. Aga praegu on vaja teooria kohta veel midagi juurde õppida.

Natuke definitsioonidest. Mõisted tulevad kasuks, et ennast õigesti väljendada.

Pange tähele, et enamikul tahketel ja vedelikel on pidev (pidev) kiirgusspekter. See tähendab, et neil on võime väljastada igasuguse lainepikkusega kiiri.

Isegi tavaline laud ruumis, nagu tahke keha, võib kiirata röntgen- või ultraviolettkiirgust, kuid selle intensiivsus on nii madal, et me mitte ainult ei märka seda, vaid selle väärtus teiste lainete suhtes võib läheneda nullile.

Kiirgusvoog (või kiirgusvoog) on kiirgusenergia ja kiirgusaja suhe, W:

kus Q on kiirgusenergia, J; t - aeg, s.

Kui suvalise pinna igas suunas (st suvalise raadiusega poolkera sees) kiirgav kiirgusvoog esineb kitsas lainepikkuste vahemikus λ kuni λ+Δλ, siis nimetatakse seda monokromaatiliseks kiirgusvooks.

Kogu kiirgust keha pinnalt spektri kõigil lainepikkustel nimetatakse integraal- või kogukiirgusvooks Ф

Ühikpinnalt kiirgavat integraalvoogu nimetatakse integraalkiirguse või emissioonivõime pinnavootiheduseks, W/m2,

Valemit saab kasutada ka monokromaatilise kiirguse jaoks. Kui keha pinnale langeb monokromaatiline termiline kiirgus, siis üldjuhul neeldub keha sellest kiirgusest B λ-ga võrdne osa, s.o. muundatakse ainega interaktsiooni tulemusena teiseks energiavormiks, osa F λ peegeldub ja osa D λ läbib keha. Kui eeldame, et kehale langev kiirgus võrdub ühtsusega, siis

B λ +F λ +D λ =1

kus B λ, F λ, D λ on vastavalt neeldumis- ja peegelduskoefitsiendid

ja keha ülekandmine.

Kui spektris jäävad B, F, D väärtused konstantseks, st. ei sõltu lainepikkusest, indekseid pole vaja. Sel juhul

Kui B = 1 (F = D = 0), siis keha, mis neelab täielikult kogu talle langeva kiirguse, sõltumata kiirguse lainepikkusest, langemissuunast ja polarisatsiooniseisundist, nimetatakse mustaks kehaks või täielikuks emitteriks.

Kui F=1 (B=D=0), siis peegeldub kehale langev kiirgus täielikult. Juhul, kui keha pind on kare, peegelduvad kiired hajusalt (hajutatud peegeldus) ja keha nimetatakse valgeks ning kui keha pind on sile ja peegeldus järgib geomeetrilise optika seadusi, siis keha (pinda) nimetatakse peegliks. Kui D = 1 (B = F = 0), on keha soojuskiirte suhtes läbilaskev (diatermiline).

Tahked ained ja vedelikud on soojuskiirtele praktiliselt läbipaistmatud (D = 0), st. atermiline. Selliste kehade jaoks

Looduses pole absoluutselt musti kehasid, samuti läbipaistvaid või valgeid kehasid. Selliseid kehasid tuleb käsitleda teaduslike abstraktsioonidena. Kuid siiski võivad mõned päriskehad olla oma omadustelt sellistele idealiseeritud kehadele üsna lähedased.

Tuleb märkida, et mõnel kehal on teatud lainepikkusega kiirte suhtes teatud omadused ja erineva pikkusega kiirte suhtes erinevad omadused. Näiteks võib keha olla infrapunakiirtele läbipaistev ja nähtavatele (valgus)kiirtele läbipaistmatu. Keha pind võib olla sile ühe lainepikkusega kiirte suhtes ja kare teise lainepikkusega kiirte suhtes.

Gaasid, eriti madala rõhu all olevad gaasid, eraldavad erinevalt tahketest ainetest ja vedelikest joonspektri. Seega neelavad ja kiirgavad gaasid ainult teatud lainepikkusega kiiri, kuid nad ei saa kiiritada ega neelata teisi kiiri. Sel juhul räägitakse selektiivsest neeldumisest ja emissioonist.

Soojuskiirguse teoorias mängib olulist rolli suurus, mida nimetatakse kiirguse spektraalvoo tiheduseks ehk spektraalseks emissiooniks, mis on lõpmata väikeses lainepikkuse intervallis λ kuni λ+Δλ emiteeritud kiirgusvoo tiheduse suhe. selle lainepikkuse intervalli Δλ, W/m 2 suurusele,

kus E on kiirgusvoo pinnatihedus, W/m2.

Nüüd loodan, et saate aru, et arvutusprotsess muutub äärmiselt keeruliseks. Peame ikka selles suunas töötama ja töötama. Iga materjali tuleb katsetada erinevatel temperatuuridel. Kuid millegipärast pole materjalide kohta praktiliselt mingeid andmeid. Õigemini, ma ei leidnud materjalide kohta eksperimentaalset teatmeteost.

Miks sellist materjalide juhendit pole? Sest soojuskiirgus on väga väike ja ma arvan, et meie elutingimustes ei ületa see tõenäoliselt 10%. Seetõttu ei ole need arvutusse kaasatud. Kui me sageli kosmosesse lendame, ilmuvad kõik arvutused. Õigemini, meie astronautika on kogunud andmeid materjalide kohta, kuid need pole veel vabalt kättesaadavad.

Kiirgusenergia neeldumise seadus

Iga keha on võimeline neelama mingi osa kiirgavast energiast, sellest lähemalt allpool.

Kui kiirgusvoog langeb mistahes kehale paksusega l (vt joonist), siis üldjuhul see keha läbides väheneb. Eeldatakse, et kiirgusvoo suhteline muutus teekonnal Δl on otseselt võrdeline voo teekonnaga:

Proportsionaalsuskoefitsienti b nimetatakse neeldumisindeksiks, mis üldiselt sõltub keha füüsikalistest omadustest ja lainepikkusest.

Integreerides vahemikus l kuni 0 ja võttes b konstanti, saame

Teeme seose keha B λ spektraalse neeldumisteguri ja aine spektraalse neeldumisteguri b λ vahel.

Spektraalse neeldumisteguri B λ definitsioonist saame

Pärast väärtuste asendamist selles võrrandis saame seose spektraalse neeldumisteguri B λ ja spektraalse neeldumisindeksi B λ vahel.

Neeldumistegur B λ on võrdne nulliga, kui l 1 = 0 ja b λ = 0. Suure bλ väärtuse korral piisab väga väikesest l väärtusest, kuid siiski mitte nulliga, nii et B λ väärtus on ühtsusele nii lähedal kui soovitakse. Sel juhul võime öelda, et imendumine toimub aine õhukeses pinnakihis. Ainult sellises arusaamas on võimalik rääkida pinna neeldumisest. Enamiku tahkete ainete puhul toimub neeldumisteguri b λ suure väärtuse tõttu "pinnaneeldumine" näidatud tähenduses ja seetõttu mõjutab neeldumistegurit suuresti selle pinna olek.

Kehad, kuigi madala neeldumisteguriga, näiteks gaasid, võivad piisava paksuse korral olla suure neeldumisteguriga, s.t. on tehtud antud lainepikkusega kiirte suhtes läbipaistmatuks.

Kui intervalli Δλ puhul b λ =0 ja teiste lainepikkuste puhul b λ ei ole võrdne nulliga, siis neelab keha ainult teatud lainepikkusega langevat kiirgust. Sel juhul, nagu eespool mainitud, räägime selektiivsest neeldumistegurist.

Rõhutagem põhimõttelist erinevust aine b λ ja keha neeldumisteguri B λ vahel. Esimene iseloomustab aine füüsikalisi omadusi teatud lainepikkusega kiirte suhtes. B λ väärtus ei sõltu mitte ainult aine füüsikalistest omadustest, millest keha koosneb, vaid ka keha pinna kujust, suurusest ja seisukorrast.

Kiirgusenergia kiirguse seadused

Max Planck kehtestas teoreetiliselt, tuginedes elektromagnetilisele teooriale, seaduse (nimetatakse Plancki seaduseks), mis väljendab musta keha spektraalse emissiooni E 0λ sõltuvust lainepikkusest λ ja temperatuurist T.

kus E 0λ (λ,T) on musta keha kiirgusvõime, W/m 2 ; T - termodünaamiline temperatuur, K; C 1 ja C 2 - konstandid; C1 =2πhc2 =(3,74150±0,0003) 10-16 W m2; C2 = hc/k = (1,438790 ± 0,00019) 10-2; m K (siin h=(6.626176±0.000036) 10 -34 J s on Plancki konstant; c=(299792458±1.2) m/s on elektromagnetlainete levimiskiirus vabas ruumis: k on Boltzmanni konstant. )

Plancki seadusest järeldub, et spektraalne emissiivsus võib nulliga võrdsel termodünaamilisel temperatuuril (T=0) või lainepikkusel λ = 0 ja λ→∞ (T≠0 juures) olla null.

Järelikult kiirgab must keha igal temperatuuril üle 0 K. (T > 0) kõikide lainepikkustega kiiri, s.o. on pideva (pideva) emissioonispektriga.

Ülaltoodud valemist saame musta keha kiirgusvõime arvutusliku avaldise:

Integreerides λ muutuste vahemikus 0 kuni ∞ saame

Integrandi jadaks laiendamise ja integreerimise tulemusena saame musta keha kiirgusvõime arvutusliku avaldise, mida nimetatakse Stefan-Boltzmanni seaduseks:

kus E 0 on musta keha kiirgusvõime, W/m 2 ;

σ - Stefan Boltzmanni konstant, W/(m 2 K 4);

σ = (5,67032 ± 0,00071) 10 -8;

T - termodünaamiline temperatuur, K.

Valem kirjutatakse sageli arvutamiseks mugavamal kujul:

Arvutuste tegemiseks kasutame seda valemit. Kuid see pole lõplik valem. See kehtib ainult mustade kehade kohta. Allpool kirjeldatakse, kuidas seda hallide kehade jaoks kasutada.

kus E 0 on musta keha kiirgusvõime; C 0 = 5,67 W/(m 2 K 4).

Stefan-Boltzmanni seadus on sõnastatud järgmiselt: musta keha kiirgusvõime on neljanda astmeni võrdeline tema termodünaamilise temperatuuriga.

Musta keha kiirguse spektraalne jaotus erinevatel temperatuuridel

λ - lainepikkus 0 kuni 10 µm (0-10000 nm)

E 0λ - tuleks mõista järgmiselt: Justkui oleks musta keha ruumalas (m 3) teatud hulk energiat (W). See ei tähenda, et ta kiirgab sellist energiat ainult oma välistest osakestest. Lihtsalt, kui koguda musta keha kõik osakesed ruumalasse ja mõõta iga osakese emissiivsus kõigis suundades ja need kõik kokku liita, siis saame koguenergia ruumalas, mis on graafikul näidatud.

Nagu isotermide asukohast näha, on igaühel neist maksimum ja mida kõrgem on termodünaamiline temperatuur, seda suurem on maksimumile vastav E0λ väärtus ning maksimumpunkt ise liigub lühemate lainete piirkonda. Maksimaalse spektraalse emissioonivõime E0λmax nihet lühemate lainete piirkonda nimetatakse

Wieni nihkeseadus, mille kohaselt

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

kus λ max on lainepikkus, mis vastab spektraalse emissiooni maksimaalsele väärtusele E 0λmax.

Näiteks T = 6000 K (päikese pinna ligikaudne temperatuur) korral asub maksimaalne E 0λ nähtava kiirguse piirkonnas, kuhu langeb umbes 50% päikese kiirgusvõimest.

Graafikul varjutatud isotermi alune elementaarpind on võrdne E 0λ Δλ. Selge on see, et nende alade summa, s.o. integraal tähistab musta keha kiirgusvõimet E 0 . Seetõttu kujutab isotermi ja x-telje vaheline ala musta keha kiirgusvõimet diagrammi tavapärases skaalas. Termodünaamilise temperatuuri madalate väärtuste korral läbivad isotermid abstsisstelje vahetus läheduses ja näidatud ala muutub nii väikeseks, et seda võib praktiliselt pidada nulliks.

Nn hallide kehade ja halli kiirguse mõisted mängivad tehnoloogias suurt rolli. Grey on mitteselektiivne soojuskiirgur, mis on võimeline kiirgama pidevat spektrit, mille spektraalne emissivsus E λ on igasuguse pikkusega ja kõikidel temperatuuridel lainete puhul, moodustades konstantse osa musta keha spektraalsest emissiivsusest E 0λ, st.

Konstanti ε nimetatakse soojuskiirguri emissiooniteguriks. Hallide kehade puhul emissioonikoefitsient ε

Graafik näitab skemaatiliselt musta keha spektraalkiirguse lainepikkuste jaotuskõveraid E λ (ε = 1) ja halli keha spektraalset emissiivsust E λ, mille temperatuur on sama temperatuuriga kui musta keha (väärtustel ε = 0,5 ja ε = 0,25 ). Halli keha emissioon

Töö

nimetatakse halli keha emissiooniks.

Kogemuste põhjal saadud emissiooniväärtused on toodud teatmekirjanduses.

Enamikku tehnikas kasutatavaid kehasid võib segi ajada hallide kehadega ja nende kiirgust peetakse halliks kiirguseks. Täpsemad uuringud näitavad, et see on võimalik vaid esmase lähendusena, kuid praktilistel eesmärkidel piisab. Hallide kehade kõrvalekallet Stefan-Boltzmanni seadusest võetakse tavaliselt arvesse nii, et emissioon C sõltub temperatuurist. Sellega seoses on tabelites näidatud temperatuurivahemik, mille jaoks määratakse katseliselt emissioonivõime C väärtus.

Järgnevalt eeldame järelduste lihtsustamiseks, et halli keha kiirgusvõime ei sõltu temperatuurist.

Mõnede materjalide emissioonikoefitsiendid

(Materjal / temperatuur °C / väärtus E)

Oksüdeeritud alumiinium / 200-600 / 0,11 -0,19

Poleeritud alumiinium / 225-575 / 0,039-0,057

Punane telliskivi / 20 / 0,93

Tulekindel tellis / - / 0,8-0,9

Oksüdeeritud vask / 200-600 / 0,57-0,87

Oksüdeeritud plii / 200 / 0,63

Poleeritud teras / 940-1100 / 0,55-0,61

Treitud malm / 830-910 / 0,6-0,7

Oksüdeeritud malm / 200-600 / 0,64-0,78

Poleeritud alumiinium / 50-500 / 0,04-0,06

Pronks / 50 / 0,1

Tsingitud plekk, läikiv / 30 / 0,23

Valge plekk, vana / 20 / 0,28

Poleeritud kuld / 200 - 600 / 0,02-0,03

Matt messing / 20-350 / 0,22

Poleeritud vask / 50-100 / 0,02

Poleeritud nikkel / 200-400 / 0,07-0,09

Läikiv tina / 20-50 / 0,04-0,06

Poleeritud hõbe / 200-600 / 0,02-0,03

Valtsitud teraslehed / 50 / 0,56

Oksüdeeritud teras / 200-600 / 0,8

Tugevalt oksüdeeritud teras / 500 / 0,98

Malm / 50 / 0,81

Asbestpapp / 20 / 0,96

Hööveldatud puit / 20 / 0,8-0,9

Tulekindel tellis / 500-1000 / 0,8-0,9

Šamotttellis / 1000 / 0,75

Punane telliskivi, krobeline / 20 / 0,88-0,93

Lakk must, matt / 40-100 / 0,96-0,98

Valge lakk / 40-100 / 0,8-0,95

Erinevat värvi õlivärvid / 100 / 0,92-0,96

Lambi süsinik / 20-400 / 0,95

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

Valge email / 20 / 0,9

Kirchhoffi seadus

Kirchhoffi seadus kehtestab seose halli keha emissiooni ja neeldumisteguri vahel.

Vaatleme kahte paralleelset lõpmatu ulatusega halli keha, millest kumbki on tasapinnaline pindalaga A.

Lõpmatult pikendatud tasapind võimaldab ligikaudseid arvutusi tegeliku kiirguse leidmiseks praktilistes ja teoreetilistes katsetes. Teoreetilistes katsetes leitakse reaalväärtus integraalavaldiste abil ja katsetes viib suurem tasapind arvutused reaalväärtustele lähemale. Seega kustutame me justkui suure lõpmatu tasapinnaga tarbetu külg- ja nurkkiirguse mõju, mis lendab minema ja mida katseplaadid ei neela.

See tähendab, et kui koefitsient korrutada emissiooniga, saame tulemuseks emissiooni väärtuse (W).

Võime eeldada, et kõik ühe keha poolt saadetud kiired langevad täielikult teisele. Oletame, et nende kehade läbilaskvustegurid on D 1 = D 2 = 0 ja kahe tasandi pindade vahel on soojust läbipaistev (diatermiline) keskkond. Tähistame E 1 , B 1 , F 1 , T 1 ja E 2 , B 2 , F 2 , T 2 vastavalt esimese ja teise keha kiirgusvõimet, neeldumist, peegeldust ja pinnatemperatuuri.

Kiirgusenergia voog pinnalt 1 pinnale 2 on võrdne pinna 1 ja selle pindala A korrutisega, s.o. E 1 A, millest osa E 1 B 2 A neeldub pind 2 ja osa E 1 F 2 A peegeldub tagasi pinnale 1. Sellest peegeldunud voost E 1 F 2 A neelab pind 1 E 1 F 2 B 1 A ja peegeldab E 1 F 1 F 2 A. Peegeldunud energiavoost E 1 F 1 F 2 A neelab pind 2 taas E 1 F 1 F 2 B 2 A ja peegeldab E 1 F 1 F 2 A , jne.

Samamoodi kantakse kiirgusenergia vooluga E 2 pinnalt 2 pinnale 1. Selle tulemusena neeldub pind 2 (või annab pinnalt 1) kiirgusenergia voogu.

Pinnal 1 neeldunud (või pinna 2 poolt välja antud) kiirgusenergia voog,

Lõpptulemuses on pinnalt 1 pinnale 2 üle kantud kiirgusenergia voog võrdne kiirgusvoogude Ф 1→2 ja Ф 2→1 vahega, s.o.

Saadud avaldis kehtib kõigi temperatuuride T 1 ja T 2 ning eriti T 1 = T 2 puhul. Viimasel juhul on vaadeldav süsteem dünaamilises termilises tasakaalus ja termodünaamika teisest seadusest lähtuvalt on vaja panna Ф 1→2 = Ф 2→1, mis järgneb.

E 1 B 2 = E 2 B 1 või

Saadud võrdsust nimetatakse Kirchhoffi seaduseks: keha kiirgusvõime ja selle neeldumisteguri suhe kõikide hallide kehade puhul samal temperatuuril on sama ja võrdne musta keha kiirgusvõimega samal temperatuuril.

Kui kehal on madal neeldumistegur, näiteks hästi poleeritud metall, siis sellel kehal on ka madal emissioon. Selle põhjal kaetakse soojuskadude vähendamiseks väliskeskkonda kiirgusega soojust eraldavad pinnad soojusisolatsiooniks poleeritud metallist lehtedega.

Kirchhoffi seaduse tuletamisel arvestati halli kiirgusega. Järeldus jääb kehtima ka siis, kui mõlema keha soojuskiirgust vaadeldakse vaid teatud spektri osas, kuid on sellegipoolest sama iseloomuga, s.t. mõlemad kehad kiirgavad kiiri, mille lainepikkused asuvad samas suvalises spektripiirkonnas. Piiraval juhul jõuame monokromaatilise kiirguse juhtumini. Siis

need. monokromaatilise kiirguse puhul tuleks Kirchhoffi seadus sõnastada järgmiselt: mis tahes keha spektraalse emissiooni suhe teatud lainepikkusel ja neeldumisteguri suhe samal lainepikkusel on kõikide kehade puhul samadel temperatuuridel ühesugune ja võrdne spektraalsega. musta keha emissioon sama pikkuste lainete ja sama temperatuuri juures.

Järeldame, et halli keha puhul B = ε, s.t. halli keha "neeldumisteguri" B ja "mustusteguri" ε mõisted langevad kokku. Definitsiooni järgi ei sõltu emissioonikoefitsient ei temperatuurist ega lainepikkusest ning seetõttu ei sõltu ka halli keha neeldumistegur ei lainepikkusest ega temperatuurist.

Gaaside kiirgus

Gaaside kiirgus erineb oluliselt tahkete ainete kiirgusest. Gaaside neeldumine ja emissioon - selektiivne (selektiivne). Gaasid neelavad ja kiirgavad kiirgusenergiat ainult teatud, üsna kitsaste intervallidega Δλ lainepikkustel - nn ribades. Ülejäänud spektris gaasid ei eralda ega neela kiirgusenergiat.

Kaheaatomiliste gaaside võime neelata kiirgusenergiat on tühiselt väike ja seetõttu vähene võime seda eraldada. Seetõttu peetakse neid gaase tavaliselt diatermilisteks. Erinevalt kaheaatomilistest gaasidest on polüatomilistel gaasidel, sealhulgas kolmeaatomilistel gaasidel, märkimisväärne võime kiirgada ja neelata kiirgusenergiat. Termotehniliste arvutuste valdkonna kolmeaatomilistest gaasidest pakuvad suurimat praktilist huvi süsinikdioksiid (CO 2) ja veeaur (H 2 O), millel kummalgi on kolm emissiooniriba.

Erinevalt tahketest ainetest on gaaside neeldumisindeks (muidugi neeldumisribade piirkonnas) väike. Seetõttu ei saa gaasiliste kehade puhul enam rääkida "pinnalisest" neeldumisest, kuna kiirgusenergia neeldumine toimub piiratud gaasimahus. Selles mõttes nimetatakse gaaside neeldumist ja eraldumist mahuliseks. Lisaks sõltub gaaside neeldumistegur b λ temperatuurist.

Vastavalt neeldumisseadusele saab keha spektraalset neeldumistegurit määrata:

Gaasiliste kehade puhul muudab selle sõltuvuse mõnevõrra keerulisemaks asjaolu, et gaasi neeldumistegurit mõjutab selle rõhk. Viimast seletatakse asjaoluga, et neeldumine (kiirgus) on intensiivsem, seda suurem on molekulide arv, mis selle teel kiirga kokku puutuvad, ja molekulide mahuarv (molekulide arvu ja ruumala suhe) on otseselt võrdeline. rõhule (at t = konst).

Gaaskiirguse tehnilistes arvutustes kaasatakse gaasisegu komponentidena tavaliselt neelavad gaasid (CO 2 ja H 2 O). Kui segu rõhk on p ja neelava (või emiteeriva) gaasi osarõhk on p i, siis tuleb l asemel asendada väärtus p i 1. Väärtus p i 1, mis on gaasi korrutis survet ja selle paksust, nimetatakse kihi efektiivseks paksuseks. Seega gaaside puhul spektraalne neeldumistegur

Gaasi spektraalne neeldumistegur (ruumis) sõltub gaasi füüsikalistest omadustest, ruumi kujust, selle mõõtmetest ja gaasi temperatuurist. Seejärel vastavalt Kirchhoffi seadusele spektraalne kiirgusvõime

Emissiivsus ühes spektriribas

Seda valemit kasutatakse gaasi emissiooni määramiseks vabasse ruumi (tühjusesse). (Vaba ruumi võib pidada mustaks ruumiks temperatuuril 0 K.) Kuid gaasiruumi piirab alati tahke keha pind, mille temperatuur on üldiselt T st ≠ T g ja emissioonitegur ε st

Gaasi kiirgusvõime kinnises ruumis on võrdne kõigi spektriribade kiirgustegurite summaga:

Eksperimentaalsed uuringud on näidanud, et gaaside emissioonivõime ei järgi Stefan-Boltzmanni seadust, s.o. sõltuvalt absoluutse temperatuuri neljandast astmest.

Gaasikiirguse praktilisteks arvutusteks kasutatakse aga neljanda astme seadust, mis viib gaasi emissioonikoefitsiendi ε g väärtusele vastava paranduse:

Siin ε g = f(T,p l)

Keskmine kiire tee pikkus

kus V on gaasi maht; A on kesta pindala.

CO 2 ja H 2 O (põlemisgaasid) gaasi emissioonivõime halli keha kesta suhtes

milles viimane liige võtab arvesse kesta sisemist kiirgust.

Kesta nn efektiivne emissioonitegur ε" st, suurem kui ε st, kiirgava gaasi olemasolu tõttu.

Gaasi emissioonitegur gaasi temperatuuril t g

Emissiooni väärtused ε CO2 ja ε H2O sõltuvalt temperatuurist parameetri p i l erinevatel väärtustel on näidatud joonisel.

Parandustegur β määratakse graafikult.

C0 2 ja H 2 0 emissiooni- ja neeldumisribad kattuvad mõnevõrra ja seetõttu neeldub osa ühe gaasi poolt eralduvast energiast teine. Seetõttu on süsinikdioksiidi ja veeauru segu emissioonikoefitsient seina temperatuuril t st

kus Δε g on parandus, võttes arvesse kindlaksmääratud neeldumist. Tavalise koostisega gaasiliste põlemisproduktide puhul on Δε g = 2–4% ja seda võib tähelepanuta jätta.

Võib eeldada, et ε st = 0,8 + 1,0 korral on kesta efektiivne emissioonitegur ε" st = 0,5(ε st + 1).

Need kiirguse ja gaaside neeldumise omadused võimaldavad luua nn kasvuhooneefekti mehhanismi, millel on oluline mõju Maa kliima kujunemisele ja muutumisele.

Enamik päikesekiirgust läbib atmosfääri ja soojendab Maa pinda. Maa omakorda kiirgab infrapunakiirgust, põhjustades selle jahtumise. Osa sellest kiirgusest neelavad aga atmosfääris leiduvad polüatomilised (“kasvuhoone”) gaasid, mis järelikult täidavad soojust säilitava “teki” rolli. Samas avaldavad kliimasoojenemisele suurimat mõju sellised “kasvuhoonegaasid” nagu süsihappegaas (55%), freoonid ja sellega seotud gaasid (25%), metaan (15%) jne.

Mõnda seadust käsitletakse lähemalt järgmisel lehel. Samuti selgitatakse üksikasjalikult, kuidas soojuskiirgus läbi akna toimub. Kirjeldatakse mõningaid kiirgusega soojusülekannet mõjutavaid tegureid, aga ka tegelikke kiirgusprobleeme.

Eksperimentaalselt avastati, et kuumutatud keha soojuskiirgus tõmbab ligi – ega tõrju! - läheduses olevad aatomid. Kuigi nähtus põhineb aatomifüüsika tuntud mõjudel, jäi see pikka aega avastamata ja teoreetiliselt ennustati seda alles neli aastat tagasi.

Energiatasemete muutus soojuskiirguse tõttu

Hiljuti ilmus elektrooniliste eeltrükkide arhiiv, mis teatas eksperimentaalsest kinnitusest, et kuuma keha soojuskiirgus on võimeline meelitama kehasse lähedalasuvaid aatomeid. Mõju tundub esmapilgul ebaloomulik. Kuumutatud keha kiirgav soojuskiirgus lendab allikast eemale – miks siis on see võimeline tekitama jõudu? atraktsioon?!

Kuva kommentaarid (182)

Ahenda kommentaarid (182)

Arutelus, nagu praegu peaaegu alati juhtub, postuleeritakse üks “seletuse” variantidest. Tegelikult pidi selle rakendatavust põhjendama.
Igor! Sa oled väga hea inimene. Olete juba palju aastaid veeretanud oma missiooni kivi.
Mis on gravitatsioon? Kas selle mehaaniline käsitlemine on muutunud taas teaduslikuks?
Kirjeldatud katses registreeriti inertsi muutus.
Ülejäänud on kurjalt, eks?
Mõttekäik lainelaua kohta on väga huvitav. (Ise olen üks endistest).
Siiski võib sellel olla mitmesuguseid lihtsaid efekte. Näiteks liikumine madalama põhja poole. Sellises olukorras võib iga järgnev laine olla veidi madalam ja omada siiski vertikaalset komponenti.

Huvitav, kas nanotorude lisamine asfaldile on kuidagi seotud topoloogiapreemiaga?
Ei?
Kas lennukile ei joonista EM-laineid?
No jah,... jah.
Ja jälle on need keerised Descartes’i tasemel

Vastus

Selle artikli peamine väärtus on see, et see hävitab mõned stereotüübid ja paneb mõtlema, mis aitab kaasa loova mõtlemise arengule. Mul on väga hea meel, et siin on selliseid artikleid ilmuma hakanud.

Võite natuke unistada. Kui me veelgi vähendame keha (objekti) energiat, sealhulgas elementaarosakeste sisemiste vastasmõjude energiat, siis muutub objekti energia negatiivseks. Sellise objekti surub tavaline gravitatsioon välja ja sellel on antigravitatsiooni omadus. Minu arvates pole meie maailma tänapäevasel vaakumil absoluutset nullenergiat – sest... see on hästi struktureeritud keskkond, vastandina absoluutsele kaosele. Lihtsalt eeldatakse, et vaakumi energiatase energiaskaalal on null. Seetõttu võib olla vaakumenergia tasemest madalam energiatase – selles pole midagi müstilist.

Vastus

"Pöördudes tagasi 2013. aasta algse teoreetilise töö juurde, mainime selle efekti potentsiaalset tähtsust mitte ainult aatomikatsete, vaid ka kosmiliste nähtuste jaoks. Autorid käsitlesid tolmupilve sees mõjuvaid jõude tihedusega 1 g/cm3, kuumutatud. kuni 300 K ja koosneb 5 mikroni suurustest osakestest."
Kas siin on viga? Tolmupilve tihedus on liiga suur, nagu regoliidi ülemisel kihil.
Ja nähtuse enda järgi: ja kui võtame probleemi mittetriviaalsema versiooni - soojuskiirguse mõju mittepolariseeruvale osakesele, näiteks elektronile. Kuhu jõud suunatakse? Kütteseade on 100% dielektriline.

Vastus

Jah, see on suur tihedus, tolmuosakeste kokkukleepumise äärel.
Eraldatud elektronil ei ole energiataset ja tal pole midagi alandada. No sellel pole dipoolmomenti, vea piirides (tekstis on link elektroni EDM otsingule). Seetõttu see jõud talle ei mõju. Lisaks on see laetud, footonid on sellel hästi laiali, nii et üldiselt tõrjub see lihtsalt surve tõttu ära.

Vastus

Kaug-IR-spekter on mugav, kuna footonite energiad on endiselt väikesed, seega on kõik nõuded täidetud. Sobivad ka madalamad temperatuurid, kuid seal on mõju juba väga nõrk. Tuhandekraadiste temperatuuride juures on footonite hajumine juba palju tugevam ja see ületab selle efekti.

Vastus

Ma ei rääkinud kuumenenud kehast. Ja teiste emitterite ja spektrite kohta.
Kõik, mida me siin arutame, on pulsatsiooniefektid. See tähendab, et neid ei saa piirata ainult IR-vahemikuga.
Kas ma saan õigesti aru, et olenevalt osakese suurusest on vaja valida sobiv lainepikkus?
Kas raskete aatomite või vesinikuaatomite puhul tuleb valida sagedus nii, et külgetõmme oleks maksimaalne?
Nüüd keerleb peas lahe idee, kuidas seda näiteks basseinis või merel lainetel katsetada.
Need. tehke mehaaniline mänguasi, mis hõljub vastu laineid.
Mida te sellest võimalusest arvate?

Vastus
- 1) Lainepikkus peab olema osakeste suurusest oluliselt suurem.
  2) Süsteem ise ei tohiks suhelda välismõjudega tervikuna, interaktsioon toimub ainult indutseeritud polarisatsiooni tõttu.
  3) Ergastustel peab olema diskreetne spekter ja kvantide energiad peavad olema oluliselt väiksemad kui tasemetevahelised kaugused, vastasel juhul hajuvad lained kergesti laiali ja avaldavad seeläbi survet. Kui need tingimused on täidetud, ei sõltu mõju enam lainepikkusest.
  4) Jõud peab olema vektor, mitte skalaarne, et süsteemi energiat alandada.
  Kujutage nüüd ette, kas seda saab rakendada vee peal lainete puhul.
  
  Vastus
  - Näen osa sellest mõjust pärismaailmas hästi. Mulle meeldivad võidusõidujahid. Ja jahispordi meistrid võidavad regatte just tänu oskusele õigesti vastu lainet purjetada. Need. kui kõik on õigesti tehtud, annavad vastutulevad lained jahile lisaenergiat.
    Tegelikult on see paradoks. Aga see on võidusõidus selgelt näha. Niipea, kui lained tõusevad, toimub vastavalt oskuste tasemele kohe "kvantimine")) Amatöörid aeglustavad ja plussid, vastupidi, saavad täiendava eelise.
    Nii et selline mänguasi on üsna tõeline.
    Seadsin oma jahi nii, et see sõitis ilma roolimise ja sekkumiseta vastutuult ja vastu laineid probleemideta.
    Kui kaevate sügavamale, annab see seadistus maksimaalse eelise.
    Ütleme nii, et kui kujutate ette tugeva tuule punktallikat keset järve, siis minu jaht kipub sellele ja teeb lõputult ringe...
    väga ilus ja tõeline analoogia, näiteks maa liikumine ümber päikese)))
    ja tundub, et mingi jõud on, mis jahti tuule allika poole tirib.
    Muide, võite viia probleemi elementide juurde ja hinnata näiteks minimaalset vahemaad, mille võrra jaht tuule allikale läheneb.
    Tuletan meelde, et purje all olev jaht tõmbub vastu tuult, kirjeldades midagi sinusoidi taolist. Ta pöördub ainult läbi nina. Kui ta ümber pöörab, kaob maagia ja ta läheb tuulega tagasi.
    
    Vastus
    
    Ma arvan, et sa oled natuke segaduses. Tackis ei ole kirjeldatud mõjusid. On olemas täpselt määratletud jõudude komplekssumma, mis annab resultantjõu, millel on nullist erinev negatiivne projektsioon piki tuule suuna telge.
    
    Vastus

Siin on lihtne eksperiment meie teemal. Kas saate selgitada?

Miks on kõver tee kiirem kui sirge?

Ilmselgelt, kui me seda oma skaalal jälgime, on see kvantmaailmas täpselt sama. Ja ka makromaailmas.

Vastus

Triviaalne koolifüüsika ülesanne. Lihtsustame mudeli ühe sirge trajektoorini, millel on väike nurk horisontaalpinna suhtes - ja trajektooriks katkestusega joone kujul, kus esimene lõik on horisondi suhtes palju tugevamalt kaldu ja teine lõik on veelgi väiksem. kalle kui esimene trajektoor. Trajektooride algus ja lõpp on samad. Jätame hõõrdumise tähelepanuta. Ja arvutame ühe ja teise marsruudi kaupa kauba "finišisse" jõudmise aja. 2. punkt N. (kaheksanda klassi õpilased teavad, mis see on) näitab, et teist trajektoori pidi finišisse jõudmise aeg on lühem. Kui nüüd täiendate probleemi installatsiooni teise osaga, mis kujutab endast peegelpilti vertikaali suhtes trajektoori lõpus, veidi servi ümardades, saate oma juhtumi. Banaalsus. Tase "C" füüsika ühtsel riigieksamil. Isegi mitte olümpiaadi probleem keerukuse poolest

Vastus
- Mulle meeldib teie idee lihtsustamisest. Võib-olla aitab see lapsi. Andke mulle mõtlemisaega ja proovige teismelistega rääkida.
  Ja kui ilma lihtsustamiseta ja kõik on nii banaalne, siis milline trajektoori vorm on kõige kiirem?
  
  Vastus

"Tuhandete kraadide temperatuuril on footonite hajumine juba palju tugevam ja see ületab selle efekti."...

See on kõik!!!
Arvatavasti toimib see efekt piiratud alal ja vastavat tüüpi energia interaktsioonides. Piirivööndites valitseb “sagedusdispersioon” ja sellele vastav dünaamika. Volodja Lisin püüdis 1991. aastal välja kaevata mõningaid nende protsesside nüansse, kuid
Ilmselt polnud mul aega. (Ma lihtsalt ei saanud temaga ühendust.). Minu arvates see efekt kaob, kui temperatuurigradientid ja (konvektsioonivoolude intensiivsus) analüüsitavas tsoonis vähenevad.
http://maxpark.com/community/5302/content/3334997#comment-44 797112
#10 MAG » 09.04.2015, 22:02
http://globalwave.tv/forum/viewtopic.php?f=20&t=65
Sajandid lendasid, aga ilma imedeta... - “ei siin ega siin”: (Film 7. Kuumus ja temperatuur)
https://www.youtube.com/watch?v=FR45i5WXGL8&index=7& list=PLgQC7tmTSjqTEDDVkR38piZvD14Kde
rYw

Vastus

Naljakas efekt. See võib tuua valgust planeedi moodustumise esimesele grammile probleemile – kuidas mikroskoopiline tolm võib kokku kleepuda gaasi- ja tolmupilveks. Kuigi aatom, näiteks vesinik, on osakestest kaugel, on see praktiliselt isotroopses soojuskiirguses. Kuid kui sellele lähenevad tahtmatult kaks tolmukübarat, saavad nad oma kiirgusega aatomiga suheldes üksteise suunas impulsi! Jõud on mitu korda suurem kui gravitatsioonijõud.

Vastus

Tolmuosakeste kokkukleepumise jaoks ei pea te kasutama nii lahedat füüsikat. Kuidas on lood “tolmulaikudega” Me kõik mõistame, et suure tõenäosusega räägime H2O-st kui paljude pilvede peamisest tahkest komponendist? Süsiniku ühendid vesinikuga on liialt lenduvad (kuni pentaanini), ammoniaagi kohta ei ütle ma üldse midagi, muud ained peale H, He, C, N, O on vähemuses ja ka kompleksil on vähe lootust orgaanika. Nii et tahke aine on enamasti vesi. Tõenäoliselt liiguvad jää-lumehelbed päris gaasipilvedes üsna kaootiliselt ja suhteliselt kiiresti, usun, et kiirusega vähemalt sentimeetrit sekundis. Artiklis kirjeldatuga sarnane efekt lihtsalt ei tekita lumehelveste kokkupõrkevõimalust – lumehelveste iseloomulikud suhtelised kiirused on liiga suured ja lumehelbed läbivad teineteise potentsiaalse augu sekundi murdosaga. Aga pole probleemi. Lumehelbed põrkuvad juba sageli kokku ja kaotavad puhtmehaaniliselt energiat. Mingil hetkel kleepuvad need kokkupuutehetkel molekulaarjõudude toimel kokku ja jäävad kokku, nii et tekivad lumehelbed. Siin pole väikeste ja väga lahtiste lumepallide veeremiseks vaja ei termilist ega gravitatsioonilist külgetõmmet – on vaja vaid pilve järkjärgulist segamist.
Usun ka, et artiklis toodud arvutuses on jäme viga. Arvesse võeti tolmuterade paarilist külgetõmmet. Aga tolm tihedas pilves on läbipaistmatu ja annab igast küljest ühtlast soojust, s.t. meil on soojas õõnsas kambris tolmukübe. Ja miks peaks see lendama lähima õietolmu piirkonda? Need. Gravitatsiooni toimimiseks on vaja külma ruumi, kuid tihedas pilves pole seda näha, mis tähendab, et termiline gradient puudub.

Vastus
- >Usun ka, et artiklis toodud arvutuses on jäme viga. Arvesse võeti tolmuterade paarilist külgetõmmet. Aga tolm tihedas pilves on läbipaistmatu ja annab igast küljest ühtlast soojust, s.t. meil on soojas õõnsas kambris tolmukübe.
  Siin ma ei nõustu. Siin saame tuua analoogia plasmaga. Ideaalse põrkevaba plasma lähenduses on kõik ligikaudu nii, nagu te ütlete: arvestatakse keskmist välja, mis välislaengute ja voolude puudumisel on võrdne nulliga - laetud osakeste panused kompenseerivad üksteist täielikult. Kui aga hakata arvestama üksikuid ioone, siis selgub, et lähinaabrite mõju on siiski olemas ja sellega tuleb arvestada (mida tehakse Landau põrkeintegraali kaudu). Iseloomulik kaugus, millest kaugemal võib paarilise interaktsiooni unustada, on Debye raadius.
  Arvan, et vaadeldava interaktsiooni puhul on sarnane parameeter lõpmatu: integraal 1/r^2 läheneb. Range tõestuse saamiseks oleks vaja koostada sellise interaktsiooniga tilkade "udu" kineetiline võrrand. Noh, või kasutage Boltzmanni võrrandit: hajumise ristlõige on piiratud, mis tähendab, et keskmise välja sisseviimisega ei pea te olema nii keerukas kui plasmas.
  Noh, ma arvasin, et see oli huvitav idee artikli jaoks, kuid kõik on tühine. :(
  Kuid käsitletavas artiklis tegid nad seda väga lihtsalt: nad hindasid Gaussi jaotusega mikroosakeste sfäärilise pilve potentsiaalset koguenergiat. Gravitatsiooni jaoks on valmis valem, me arvutasime selle selle interaktsiooni jaoks (asümptootika r>>R alusel). Ja selgus, et on märgatav piirkond, kus gravitatsiooni panus on palju väiksem.
  
  Vastus
  - > Arvan, et vaadeldava interaktsiooni puhul on sarnane parameeter lõpmatu
    Äkki null? Üldiselt ei saanud ma su postitusest aru, matemaatika on üleküllus, mida ma ei tea, kui siin on lihtsam - selleks, et jõud oleks tasakaalustamata, on vaja kiirgustiheduse gradienti, kui gradienti pole , pole jõudu, sest see on igas suunas sama.
    > Ja selgus, et on märgatav piirkond, kus gravitatsiooni panus on palju väiksem.
    Kas saaksite olla veidi täpsem? Ma ei saa tegelikult aru, kuidas see efekt võib aidata kaasa millegi moodustumisele kosmoses. Minu jaoks on see kasutu arvutus. See on nagu tõestamine, et mõju on rohkem kui 100 500 korda tugevam kui naaberaatomite gravitatsiooniline interaktsioon Jupiteri atmosfääris – nõustun, kuid see on ainult seetõttu, et üksikute tolmuterade gravitatsiooniline vastastikmõju pole üldiselt üldse huvitav. Kuid vähemalt pole gravitatsioon kaitstud.
    Usun, et mõju tugevneb lähiväljas, kui kaugus läheneb 0-le, kuid see on juba kirjeldus, kuidas täpselt toimub tolmuosakeste kokkupõrge, kui need on juba kokku põrganud.
    PS: tolmutera potentsiaal soojuskiirguses, nagu ma aru saan, ei sõltu pilve suuruse suurusjärgust - see potentsiaal sõltub ainult kiirgustihedusest, st. pilve temperatuuri ja läbipaistmatuse astme kohta. Läbipaistmatuse astme suurusjärgus võib võtta 1. Selgub, et vahet pole, milline pilv meil on, loeb vaid keskmine temperatuur meie ümber. Kui suur on see potentsiaal, kui seda väljendatakse kineetilise energiana m/s? (Ma saan arvutada, aga võib-olla on valmis lahendus?) Samuti, kui pilv on läbipaistmatu, siis pilve kui terviku potentsiaal sõltub pilve pindalast. Kummalisel kombel saime sama pindpinevuse, kuid veidi erineval viisil. Ja pilve sees saab tolm vabaks.
    
    Vastus

Avate 2013. aasta artikli, vaadake, see pole keeruline, seal on kõik kirjeldatud tavalises inimkeeles.

Illustreerimiseks võtsid nad 300-meetrise lõpliku raadiusega pilve ja asendasid rumalalt arvud pilve sees ja väljaspool valitseva olukorra valemitesse. Põhiline on see, et isegi väljaspool, keskusest peaaegu kilomeetri kaugusel, on termiline külgetõmme gravitatsioonilisest külgetõmmetest siiski tugevam. See on lihtsalt mõju ulatuse tunnetamiseks. Nad mõistavad, et tegelik olukord on palju keerulisem ja seda tuleb hoolikalt modelleerida.

Vastus

Tolmu moodustavad peamiselt (400 °K juures) oliviini-, tahma- ja räniosakesed. Punased superhiiglased suitsetavad neid.
Tolmuterad muudavad kineetilise energia soojuseks. Ja nad ei suhtle mitte üksteisega, vaid lähedalasuvate aatomite või molekulidega, mis on kiirgusele läbipaistvad. Kuna r on kuubis, siis tolmuosakesed, mis asuvad ATOMist millimeetri või sentimeetri raadiuses, tõmbavad seda igaüks enda poole ja tekib resultantjõud, mis viib tolmuosakesed kokku. Samal ajal jäetakse tähelepanuta tolmuterad meetri kohta, kuna vastasmõju jõud väheneb miljardeid (või isegi triljoneid) kordi.

Vastus

"See kiirgus lahkneb igas suunas, nii et selle energiatihedus väheneb kaugusega 1/r2. Läheduses olev aatom tunnetab seda kiirgust – kuna see alandab selle energiat. Ja kuna aatom püüab oma interaktsioonienergiat võimalikult palju alandada, on tal energeetiliselt kasulik liikuda pallile lähemale – seal on ju energia vähenemine kõige olulisem!
Aga vabandust, kui aatom tormab kuumenenud palli poole, siis ta ei alanda oma energiat kuidagi, vaid vastupidi, ainult suurendab. Usun, et see ei ole õige seletus.

Vastus

Siis tekkis mul probleem. Olgu siis termiliselt stabiliseeritud kamber, mis koosneb kahest erineva raadiusega mustast poolkerast, mis on orienteeritud eri suundadesse, ja täiendavast lamedast rõngast. Laske vasak poolkera olla väiksema raadiusega kui parem, tasane vahesein muudab kambri ala suletuks. Olgu aatom mõlema poolkera kõveruskeskmes ja liikumatu. Lase poolkeradel soojas olla. Küsimus on selles, kas aatom kogeb soojusjõudu ühes suunas?

Siin näen 2 lahendust: 1) sellises kambris tekib kiiresti termiline tasakaal, st. Kiirgustihedus on kõigil külgedel ja kambri mis tahes punktis sama. Kui soojuskiirguse tihedus kambris ei sõltu valitud punktist, siis potentsiaal interaktsiooni kiirgusega ei muutu, mis tähendab, et jõudu pole.
2) Vale otsus. Jagame seina võrdse pindalaga pinnaelementideks ja integreerime aatomi interaktsioonijõu pinnaelemendiga. Selgub, et tasane rõngas annab nulli panuse ja lähemal vasakpoolsel pinnal on ruutkeskmiselt vähem punkte, millest igaüks tõmbab kuubikuid kordades tugevamini - s.t. tolmukübe lendab lähimale pinnale, s.t. vasakule.

Nagu näete, on vastus täiesti erinev.

Vastuolu selgitus. Kui meil on mittesfäärilise kujuga kiirgav element, siis see ei paista kõikides suundades võrdselt. Selle tulemusena on meil kiirgustiheduse gradient, mille suund ei ole suunatud emitteri poole. Järgmisena saame selle: keerulise pinna jagamine punktideks ja nende käsitlemine ÜMARIKATE tolmutäppidena muutub täiesti valeks.

Vastus

Siin tuli meelde veelgi huvitavam probleem. Olgu meil lameda musta rõnga kujuline soojuskiirgur, mille välimine ja sisemine raadius on võrdsed R ja r. Ja täpselt rõnga teljel, kaugusel h, asub aatom. Loenda h<

Lahendus 1 (vale!). Murdke rõngas "tolmulaikudeks", seejärel viige aatomi ja rõnga elementide külgetõmbejõu integraal üle pinna. Arvestus pole huvitav, sest ühel või teisel viisil saame, et aatom on rõngasse tõmmatud.
Lahendus 2. Sõrmus ei saa otsast särada või särab kaduvalt vähe, s.t. aatomi energiapotentsiaal rõnga tasandi punktides muutub 0-ks (maksimaalne potentsiaal). Rõnga kiirgus on nullist erinev punktides, mille kõrgus h rõnga tasapinnast erineb 0-st; neis punktides on nullist erinev potentsiaal (alla 0). Need. meil on kiirgustiheduse gradient, mis lokaalselt (at h~=0, h<

Mulle tundub, et lahendus 1 sisaldab viga, ma nagu saan aru kus, aga ma ei oska seda lihtsate sõnadega seletada.

See probleem näitab seda. Aatomit ei tõmba soojust kiirgav objekt, s.t. jõuvektor ei ole suunatud kiirgava pinna poole. Meie jaoks ei ole oluline, KUST kiirgus tuleb, meie jaoks on oluline, KUI PALJU kiirgust antud punktis ja milline on kiirgustiheduse gradient. Aatom liigub kiirgustiheduse gradiendi poole ja seda gradienti saab suunata isegi sellele pooltasandile, milles pole ühtki emitteri punkti.

Ülesanne 3. Sama rõngas nagu etapis 2, kuid aatom on algselt punktis h=0. See olek on tasakaalus ja sümmeetriline, kuid ebastabiilne. Lahenduseks oleks spontaanne sümmeetria purunemine. Aatom lükatakse sümmeetriakeskme kohalt välja, sest see on ebastabiilne.

Juhin tähelepanu ka asjaolule, et pilve pole vaja asendada ligitõmbunud tolmuosakestega. See osutub halvaks. Kui 3 tolmutera seisavad samal sirgel ja varjutavad üksteist veidi, siis sümmeetria katkeb spontaanselt, gravitatsioonijõudude puhul see nii ei ole, sest gravitatsioon ei ole varjestatud.

Vastus

Mul on küsimus (mitte ainult Igorile, vaid kõigile). Kuidas siseneb potentsiaalne energia süsteemi gravitatsioonimassi? Tahaksin selle probleemi lahendada. Näiteks universum koosneb ruumis ühtlaselt jaotunud tolmuteradest, mis gravitatsiooniliselt üksteisega suhtlevad. Ilmselgelt on sellisel süsteemil kõrge potentsiaalne energia, kuna süsteemis on need tolmuterad koondunud galaktikateks, millest igaühel on vähem potentsiaalset energiat, võrreldes tolmuteradega, mis on hajutatud kogu ruumis, millest nad koosnevad. Konkreetne küsimus on: kas selle süsteemi potentsiaalne energia sisaldub universumi gravitatsioonimassis?
Mulle tundub, et see küsimus on seotud PavelSi tõstatatud teemaga. Lõpmatus universumis on võimatu tuvastada seda katvat sfääri. Ja mis tahes muu sfääri sees, näiteks galaktikat ümbritsedes, ei mõjuta sfääri taga asuva aine tekitatud gravitatsioonipotentsiaal (mis paikneb suurtes skaalades peaaegu ühtlaselt ruumis) selles sfääris olevate kehade käitumist. Seetõttu saame potentsiaalse energia sisenemisest gravitatsioonimassi rääkida ainult seoses lokaalsete ebahomogeensustega aine jaotuses.

Vastus

Ma ei esitanud seda küsimust. :) Mulle tundus ka, et universumi paisumine, võttes arvesse tumeenergiat ja footonite punetamist, rikub energia jäävuse seadust, aga kui väga tahad, siis võid end ümber pöörata ja öelda, et koguenergia universumist on endiselt 0, sest aine on potentsiaalses kaevus ja mida rohkem ainet, seda sügavam on kaev. Ostsin selle põhjuse tõttu, miks ma seda müün – ma ise pole detailides hea.
Potentsiaalse energia puhul peetakse seda tavaliselt nullist väiksemaks. Need. vabad osakesed on null, seotud osakesed on juba alla 0. Seega negatiivne potentsiaalne energia töötab nagu negatiivne mass (massi defekt) - süsteemi mass on väiksem kui üksikute komponentide mass. Näiteks supernoova kokkuvarisemise ajal läheb potentsiaalne energia suurde miinusesse ning olnu ja muutunu masside erinevus võib footonite (pigem mitte footonite, vaid tegelikult neutriinode) kujul väljapoole kiirguda.

Vastus
- Artiklis käsitletakse potentsiaalse energia ilminguid süsteemis. Kui süsteemis on selle energia potentsiaalne gradient, siis tekib jõud. Täiesti õigesti märkisite, et teatud tingimustes puudub täielik sümmeetria (aatom on sfääri sees) tõttu gradient. Jätkasin analoogiat seoses universumiga, kus tervikuna puudub potentsiaalse gravitatsioonienergia gradient. Sellel on ainult kohalikud ilmingud.
  On väide, et aine mass koosneb peamiselt kvarkide ja gluoonide kineetilisest energiast, millele lisandub Higgsi väljast tingitud väike osake. Kui eeldame, et see mass sisaldab ka negatiivset potentsiaalset energiat, siis see väide ei vasta tõele.
  Prootoni mass on 938 MeV. Füüsikute kindlaksmääratud kvarkide kogumass on ligikaudu 9,4 MeV. Siin pole massidefekti. Tahan üldiselt aru saada, kas potentsiaalne energia on üldrelatiivsusteoorias kuidagi arvestatud massigeneraatorina või mitte. Või on seal lihtsalt energia – mis on kineetilise energia ja potentsiaalse energia summa.
  "Näiteks supernoova kokkuvarisemise ajal läheb potentsiaalne energia suuresse miinusesse ning masside erinevus, mis oli ja mis sai, võib kiirguda väljapoole footonite (pigem mitte footonite, vaid tegelikult neutriinodena) kujul. .”
  Mis siis ikka – auk, sest aine, mis sinna kukkus ja on sügavas potentsiaaliaukus, ei muutu kergemaks, võib-olla energiamassi võrra – aine, mille ta tagasi tagastas.
  
  Vastus
  - "välja arvatud energiamassi hulk - aine, mille see tagasi pöördus"
    See "kui just" võib olla nii suur, kui soovite. Nii et pärast mustas augus kilogrammi kaotamist on ta vähem kui 1 kg võrra massiivne. Praktikas kiirgab akretsiooniketas röntgenikiirtena kuni 30% langevast massist, kuid langevate prootonite arv ei vähene. Välja ei eraldu mitte mateeria, vaid röntgenikiirgus. Röntgeni ei ole kombeks nimetada ainega.
    Lugege uudist kahe musta augu kokkupõrkest ja seal on ka tulemus märgatavalt kehvem kui algsete aukude kogusumma.
    Ja lõpuks on küsimus selles, KUS sa oma kaaluga oled. Millises võrdlusraamistikus ja mis hetkel? Mõõtmismeetod on kõik. Sõltuvalt sellest kavatsete mõõta erinevaid masse, kuid IMHO on see pigem terminoloogiline küsimus. Kui aatom asub neutrontähe sees, siis ei saa te selle massi mõõta, välja arvatud juhul, kui võrrelda seda läheduses asuva katsekehaga. Sellega seoses ei vähene aatomi mass auku kukkudes, kuid kogu süsteemi mass ei võrdu komponentide masside summaga. Usun, et see on kõige täpsem terminoloogia. Sel juhul mõõdetakse süsteemi massi alati väljaspool seda süsteemi asuva vaatleja suhtes.
    
    Vastus
    - Mõiste "energia massi suurus - aine" tähendab siin "energia massi suurust ja aine massi". Röntgenikiirgusel on puhkemass, kui see on lukustatud peeglikarpi või musta auku. Ka gravitatsioonilained kannavad energiat ja neid tuleb üldrelatiivsusteoorias massigeneraatoris arvestada. Vabandan sõnastuse ebatäpsuse pärast.
      Kuigi, nagu ma tean, praktiliselt paigalseisvat gravitatsioonivälja ennast üldrelatiivsusteoorias massi koostises arvesse ei võeta. Seetõttu ei tohiks ka potentsiaalset väljaenergiat arvesse võtta. Pealegi on potentsiaalne energia alati suhteline. Või eksin? Sellega seoses on jabur väide, et universumi mass on gravitatsioonivälja negatiivse energia (ja massi) tõttu 0.
      Musta auguga näites, kui eeldame, et auku kukkudes näiteks kilogramm kartulit ei tulnud midagi tagasi, arvan, et must auk suurendab selle kilogrammi võrra oma massi. Kui te ei võta massi koostises arvesse kartuli potentsiaalset energiat, näeb aritmeetika välja selline. Kui kartul auku kukub, omandab see suurema kineetilise energia. Tänu sellele suurendab see oma massi, kui seda auku väljastpoolt vaadata. Kuid samas, väljastpoolt vaadates aeglustuvad kartulis kõik protsessid. Kui korrigeerida aja dilatatsiooni, siis kartuli mass välisest võrdlusraamist vaadates ei muutu. Ja must auk suurendab oma massi täpselt 1 kilogrammi võrra.
      
      Vastus

"Näiteks koosneb universum ruumis ühtlaselt jaotunud tolmuosakestest, mis gravitatsiooniliselt üksteisega suhtlevad."

Teie mudel on niigi vastuoluline ega seostu tegelikkusega. Võite tuua hunniku selliseid näiteid ja jõuda iga kord mis tahes järeldusele.
Ja entroopia on teie süsteemi korrasoleku tegur. Ja potentsiaalne energia ei anna teile huvitavaid tulemusi, kuna see on valitud võrdluspunkti ja vaatleja suhtes.

Reaalses maailmas on sarnane mudel kristall. Selles on aatomid ruumis ühtlaselt jaotunud ja suhtlevad üksteisega.
Parandage mind, kui ma eksin.

Vastus

"Teie mudel on juba vastuoluline ega ole tegelikkusega seotud."
Mis puudutab vastuolu, siis tuleb seda tõestada. Reaalsusele vastavuse osas – võib-olla. See on hüpoteetiline mudel. Parema mõistmise huvides on seda veidi lihtsustatud.
"Ja entroopia on teie süsteemi korrastatuse tegur..."
Nõus.

Vastus
- Kui teile meeldivad füüsika laineteooriad ja teile meeldib neid modelleerida, siis proovige selgitada seda efekti meie hämmastavas universumis.
  See avaldub kõigil skaaladel.
  https://cs8.pikabu.ru/post_img/2017/01/30/0/1485724248159285 31.webm
  Postitasin selle ülal ka AI jaoks. Huvitav on näha ka selle taga olevat põhjendust.
  
  Vastus
  
  Vabandan otsekohesuse pärast, aga see on ülikooli esimese aasta banaalne mehaanik. Nähtus ise peaks aga arusaadav olema ka tugevale õpilasele. Palun mõistke, et ma ei saa raisata aega juhuslikele päringutele. Üldiselt on uudiste kommenteerimisel parem jääda uudise teema juurde.
  
  Vastus
  - - Kas usute tõsiselt, et füüsika taandub kõigi võimalike probleemide loetlemisele ja nende lahenduste loetelule? Ja et füüsik avab probleemi nähes selle võluloendi, otsib sealt probleemi number üks miljon ja loeb vastuse? Ei, füüsika mõistmine tähendab nähtuse nägemist, selle mõistmist, seda kirjeldavate valemite kirjutamist.
      Kui ma ütlen, et see on banaalne 1. kursuse füüsika, siis see tähendab, et füüsikatudeng pärast tavalist mehaanikakursust suudab selle ise lahendada. Normaalne õpilane ei otsi lahendust, ta lahendab probleemi ise.
      Vabandan etteheite pärast, aga selline laialt levinud suhtumine on väga masendav. See on enamiku inimeste arusaamatus sellest, mida ja kuidas teadus teeb.
      
      Vastus
      - Olen sinuga täiesti nõus. Pole suuremat naudingut kui probleemi ise lahendamine. See on nagu narkootikum))
        Küsisin lihtsalt sõbralikult küsimuse.
        Mul on füüsikaülesannete lahendamisel üldiselt keskmine tase. Üleliidulistel füüsikaolümpiaadidel jäin keskele. Aga programmeerimises ja modelleerimises õnnestus mul kõrgemale ronida. aga siin töötab teistsugune mõtteviis.
        
        Vastus
        
        Ma ei suuda selle nähtuse olemust lihtsate sõnadega selgelt sõnastada. (mingi stuupor peas). Täpselt asja mõte. Teisele mudelile üle kanda ja ka koolilastele selgitada.
        
        Seda katset võib käsitleda läbiva signaalina. Ja see liigub mööda kõverat trajektoori kiiremini.
        Kust see ajavõit tuleb?
        Ilmselt mõjutab seda viivitust ka trajektoori kuju. Kui teete väga sügavaid auke, siis pall lihtsalt ei ületa auku, kaotades energiat õhutakistuse tõttu suurel kiirusel.
        Kui püstitada probleemina trajektoori optimaalse kuju kindlaksmääramine, siis tundub, et probleem lakkab olemast kooliprobleem. Oleme juba jõudmas paljudesse erinevatesse trajektoori funktsioonidesse ja kujunditesse.
        Kas me saame selle probleemi viia elementideni? Mulle tundub, et inimeste reaktsiooni järgi otsustades oleks see paljudele kasulik. Ja see ülesanne peegeldab hästi tegelikkust.
        
        Vastus
        
        Ausalt öeldes ma ei saa aru, kuidas üleliidulistel olümpiaadidel osaledes seda nähtust ei näe. Eriti koos sellega, et teie sõnul ei saa te selle nähtuse olemust selgelt sõnastada.
        Kas saate aru, et trajektoori läbimiseks kuluv aeg ei sõltu ainult selle pikkusest, vaid ka kiirusest? Kas saate aru, et kiirus allosas on suurem kui üleval? Kas saate need kaks fakti ühendada üldiseks arusaamaks, et pikem trajektoor ei tähenda tingimata rohkem aega? Kõik sõltub kiiruse suurenemisest pikkuse suurenemisega.
        Piisab selle nähtuse mõistmisest, et lõpetada selle mõju üllatamine. Ja suvalise trajektoori konkreetne arvutamine nõuab integraali hoolikat salvestamist (ja siin on vaja ülikooli esimest aastat). Seal on see erinevate trajektooride puhul muidugi erinev, kuid saab näidata, et mis tahes kujuga üsna tasase trajektoori puhul, mis läheb rangelt allapoole sirgjoont, on reisiaeg alati väiksem.
        >Mul on praegu ajateooriaga lõbus.
        See on väga ohtlik koostis. Nii ohtlik, et ma palun ennetavalt elementide kommentaaridesse sellistel teemadel mitte midagi kirjutada. Täname mõistmise eest.
        
        Vastus
        
        Ma näen seda nähtust, saan sellest aru ja suudan integraali üle võtta mis tahes trajektoori kujundi ja lihtsalt kirjutada arvutusprogrammi.
        Aga kui ma lähen teismelistega eksperimentaariumisse ja selgitan neile lihtsas keeles, kuidas kõik toimib, siis just selle nähtuse puhul ma ebaõnnestun. Võib-olla on vanus, mis võtab omajagu))
        Ja oskus kiiresti ja lihtsalt lõplikku vastust näha kaob, kui te pidevalt ei harjuta. Ilmselt nagu spordis. 40-aastaselt on raske horisontaalribal keerutada nagu nooruses... ja saltot teha)))
        Ma pole kunagi arvanud, et aja arutamine on tabu))). Pealegi on see vundament. Lugedes Hawkingit ja nähes, kuidas nad neid ideid populariseerisid, olin kindel, et need haaravad maailma teadlaste meeled.
        Äkki said minust valesti aru?
        Kuid see on lihtsalt vestlus... ja loomulikult ei kavatse ma reegleid rikkuda ega propageerida ketserlust ja alusetuid isiklikke teooriaid)) See pole vähemalt korralik...
        Kuid aju nõuab toitu ja midagi uut)))
        
        Vastus
        
        Mis puutub olümpiamängudesse. Minu kogemus on näidanud, et tõeliselt lahedad ei ole need, kes uusi probleeme lahendavad, vaid need, kes nendega välja tulevad. Neid on vaid üksikud. See on teine mõõde ja maailmavaade. Juhuslik 5-minutiline vestlus sellise inimesega ühel olümpiaadil muutis mu elu täielikult ja tõi sügavatest illusioonidest välja ning tegelikult päästis mu elu.
        Ta naljatas, et "teaduste doktor" sai oma tiitli vigastatud kolleegide ravi eest, kes ei suutnud ühele liumäele ronida.
        See inimene väitis, et olümpiaadide parimad võitjad lahustuvad seejärel teadusringkondades ega too kaasa uusi avastusi ega tulemusi. Seega ilma oma teadmiste ja tegelike oskuste pideva laia arendamiseta pole tee millegi uueni nähtav.
        Ja üleüldse on olümpia puhas spordiala, kus on õnne, julgust, kavalust, palju vigastusi ja laste, sealhulgas minu psüühika sandistamist. Aga see on elu)))
        
        Vastus

Müütide ja legendide purustajad on teie oletuse juba ümber lükanud.
https://www.youtube.com/watch?v=XsKhzk4gn3A

Mõju ei sõltu materjalidest ja hõõrdumisest.
Samuti, teie versiooni järgi, kui asendame pallid libisevate raskustega, kaob efekt.

Samuti on kiirematel pallidel suurem õhutakistus. Lohistamine on võrdeline kiiruse ruuduga. Ja ometi ei takista see neil esikohale tulemast.

Olgem realistlikumad ideed. Need asjad peegeldavad otseselt meie maailma toimimist.

Vastus

- Üldiselt pole veerehõõrdumisel sellega midagi pistmist...))
  Efekt töötab mudelites, kus pole hõõrdumist ja õhku.
  Saate teha magneteid ja õhku välja pumbata.
  Kuid kõige kiirema trajektoori kuju arvutamine on omamoodi lahe probleem.
  Klassikalise mehaanika professionaalid suudavad tõenäoliselt vastuse intuitiivselt ennustada.
  
  Vastus
  - Mulle jõudis kohale, et teie videos olev eksperiment meenutab Foucault pendlit. Ilmselt on palli kiireim trajektoor väikseima võimaliku raadiusega ringikujuline kaar (kuni poolringikujuline tee = 1 poollaine harjaga allapoole). Pendli puhul on pikema trajektoori ja samas suurema kiiruse paradoks lahendatud kirjeldatud kaare väiksema raadiuse tõttu, s.o. pendliõla pikkus, millest sõltub selle võnkeperiood.
    Sel juhul on palli liikumise kõrvalekalle rangelt ringikujulisest ebasoovitav, kuna see peaks avaldama negatiivset mõju selle keskmisele kiirusele. Kuuli sirgjooneline liikumine videos on sarnane väga pika käega pendli võnkumisele, millel, nagu kõik aru saavad, on pikim võnkeperiood. Seetõttu täheldatakse seal väikseimat palli kiirust.
    Tundub, et tegin ilma integraalideta ;)
    Huvitav probleem!
    
    Vastus
    - Peame seda matemaatiliselt tõestama ja hüpoteesi kontrollima. Aga see kõlab huvitavalt... üks viimaseid versioone oli, et see on ümberpööratud tsükloid.
      Mul on palju selliseid asju laos.
      Näiteks:
      Pealtnäha kõige banaalsem probleem kooli energiasäästu osas, kuid see näitab täpselt seda arusaama potentsiaalsest energiast ja kineetilisest energiast, millest Nicolaus rääkis. Tema jaoks tekkinud probleem murdis paljude, isegi tõsiste füüsikaga tegelevate meeste aju.
      Võtame kerimisvedruga masina. Panime selle põrandale ja laseme lahti. Tänu vedrule kiireneb see kiiruseni V. Paneme kirja energia jäävuse seaduse ja arvutame vedru energia.
      0 + E (vedrud) = mV^2/2
      Nüüd tähelepanu! Liigume võrdsele inertsiaalsüsteemile, mis liigub auto poole. Jämedalt öeldes liigume kiirusega V auto poole.
      Meiega võrreldes oli auto kiirus alguses V, peale kiirendust 2V.
      Arvutame vedru energia.
      E(vedrud) + mV^2/2 = m(2v)^2/2
      E(vedrud) = 3mV^2/2
      Vedru energia suurenes järsult teise inertsiaalse võrdlusraami suhtes.
      Veelgi enam, mida kiiremini auto poole liigute, seda suurem on vedru energia.
      Kuidas on see võimalik?
      Nicolaus on sinu jaoks. Looduskaitseseadust on rikutud. Hurraa! see on tehtud!))))
      See on ka põhimõtteline arusaam protsessidest ja energiaülekandest.
      Lastele meeldib probleeme tekitada)))
      
      Vastus
      
      Teie väljend pärast "Arvutame vedru energia" on vale.
      "Ja lapsed, kes küsivad, on väga haruldased."
      Lapsed, kes küsimusi esitavad, pole haruldased. Kõigil lastel on periood "miks".
      Üldiselt ma hoidun teiega arutamast, et mitte tahtmatult teid solvata. Mulle meeldib teha nalju, millest ei pruugi aru saada.
      
      Vastus

Vastus

Ei, mitte niimoodi. Vaakumi energiatase, s.o. tühi ruum, määrab galaktikate majanduslanguse dünaamika. Kas need kiirendavad või, vastupidi, aeglustavad? See hoiab ära kaalu liiga vabalt liigutamise. Vaakumpotentsiaali ei saa suvaliselt valida, see on täielikult mõõdetav.

Vastus

Kallis Igor! Ma mõistan muidugi, et teil on iga uudise ilmumise järel kommentaatoritest kõrini. Peaksime teid tänama välismaiste arengute kohta teabe edastamise eest, mitte jama, vaid me oleme need, kes me oleme. Teil on õigus üldjuhul saata algallikale, sest... See on tehniliselt korrektse tõlkega ümberkirjutamine ehk Copy Paste, mille jaoks taaskord eraldi ATP.
Ja nüüd teemasse, kui aatom, osake, mis tahes kineetikata keha viia elektromagnetkiirguse allikale lähemale, siis selle koguenergia suureneb. Ja kuidas see kehas ümber jaotub (mis suureneb (väheneb) rohkem, kineetiline või potentsiaalne), see ei mõjuta lõpptulemust. Seetõttu ütlesin, et artikli autorite selgitus ei ole õige. Tegelikult pole termilist jõudu – see on gravitatsioonijõud. Kuidas see juhtub? Vastus on Ungari ajakirjas avaldatud artiklis “Maa gravitatsioon Photonic-quantum gravity” (lk 79–94):
http://tsh-journal.com/wp-content/uploads/2016/11/VOL-1-No-5 -5-2016.pdf

Vastus

Igor, ma ei tea, kas see on halvad kombed. Kuid selleteemaliste arvukate kommentaaride valguses tundub mulle, et on vaja kirjutada hea populaarteaduslik tekst, sealhulgas potentsiaalse energia mõiste kohta. Sest minu meelest on inimesed veidi segaduses. Võib-olla, kui teil on aega, proovite kirjutada lagranglastest teaduslikult populaarsel viisil? Mulle tundub, et teie ande ja kogemustega saab olema väga vajalik artikkel. Sellistest fundamentaalsetest mõistetest on kõige raskem kirjutada, ma saan aru. Aga mis sa arvad?

Vastus

Lubage mul vastata teie küsimusele.

Siin on see, mida see Wikipedias ütleb:
Eagleworksi tööde avaldamine on viinud selleni, et EmDrive'i on mõnikord kirjeldatud kui "NASA testitud", kuigi agentuuri ametlik seisukoht on erinev: "See on väike projekt, mis pole veel praktiliste tulemusteni viinud."

Aga tekstist on näha, et selle seadme vastu tuntakse huvi ja tegijad suutsid tähelepanu äratada. Muidu poleks keegi raha eraldanud. Midagi seal on.
Soovitan teil veidi oodata ja näha lõplikke tulemusi. See säästab teie aega ja vaeva. Kuid te ei tohiks loota imedele ja unistada sellest, kuidas väljakujunenud teadmised ja kogemused kokku varisevad)))
Parem on ehitada midagi uut, kui proovida murda seda, mida meie esivanemad tegid.
Lihtsamalt öeldes, kui nende seade töötab, siis leidub inimene, kes kirjeldab rahulikult kõike olemasolevate teooriate raames.

Vastus

- Ma mõistan hästi su tundeid. Minu programmeerijatest sõprade seas, kellel on küll arenenud mõtlemine, kuid kellel pole füüsikateooriaga töötamise kogemust, on selliseid tundeid palju. Kaevake YouTube'ist üles video, leidke garaažist vanaisa, kes ehitas igiliikuri jne, mis on nende lemmik ajaviide.
  See on alati tore ja hea põhjus looduses koosolemiseks ja grillimiseks.
  Ja minu jaoks on see võimalus veel kord oma teadmisi ja lünki proovile panna. (Kõigil on need olemas. Mõned inimesed on väga häbelikud ja maskeerivad neid.)
  Teie küsimuse tuum seisneb põhifüüsikas. Kui jõuate selgelt füüsikateooria alusteni, saate aru lihtsast asjast.
  Niipea, kui emDrive'i ainulaadne toime on tõestatud ja on selge, et tegemist pole juba teadaolevate efektide varjatud kogumiga, tuleb iga pädev füüsik selgitusega.
  Kuid eksperimendi tõestus peab olema range ja kõiki protseduure on sajandite jooksul viimistletud. Siin pole takistusi. Peate lihtsalt järgima selgeid teadusmaailmas aktsepteeritud protseduure.
  Pärisfüüsika maailm on suur raha. Ja neid antakse ainult konkreetse tulemuse jaoks. Kellelegi ei meeldi aega raisata ja mannekeenidesse sattuda. Karistused vigade eest on väga karmid. Minu silme all surid inimesed lihtsalt mõne kuu jooksul, kui nende lootused purustati. Ja ma vaikin sellest, kui paljud inimesed lähevad lihtsalt hulluks, keskendudes oma ideedele, püüdes "aidata kogu inimkonda".
  See ei ole normaalne.
  Kogu füüsika on üles ehitatud kõige lihtsamatele ideedele. Kuni pole sellest põhjalikult aru saanud, on parem mitte tuuleveskitega võidelda.
  Füüsika fundamentaalse teooria üks postulaate on järgmine: ruumi ja aega saame lõpmatult jagada.
  Ja siis tuleb matemaatika sisse. Vaja läheb ka münti ja pliiatsit.
  Ühel selle ideega paberilehel saate tuletada Maxwelli jaotuse. Ja ennustage pallide juhuslikku jaotust standardkatses ja minge mõõtmeid ülespoole.
  Kui teete seda harjutust rahulikult, saate aru, mida teete.
  Teisisõnu, enne horisontaalribal salto tegemist peate rahulikult ja mõtlemata end igal viisil üles tõmbama.
  Füüsikateoorias on punkt, millest kõik on üles ehitatud. Sellest punktist peate suutma luua kõik põhivalemid ja -teooriad.
  Kui jooksed mitu korda mööda põhiradu ja radu, saab sinust selle maailma aus ja tõeline elanik.
  Ja siis saate aru, et füüsikakeel suudab kirjeldada mis tahes nähtusi.
  Üks mu keeleteadlasest sõber näeb füüsikat reaalse maailma kirjeldamise keelena. Ta ei usu isegi elektroni))) Ja see on tema õigus ...
  Ja mu matemaatikutest sõbrad ütlevad, et füüsika on matemaatika, millele on lisatud tilk aega (dt).
  Alustage kõige põhitõdedest. Siin on kõik selge ja ilus)))
  
  Vastus

"Kolmandaks on veel üks külgetõmbejõud – gravitatsioonijõud. See ei sõltu temperatuurist, vaid suureneb koos kehamassiga."

Ma poleks nii kindel, et gravitatsioon on temperatuurist sõltumatu. Osakeste dünaamika suureneb temperatuuri tõustes, mis tähendab massi (vähemalt relativistliku) suurenemist, mis tähendab gravitatsiooni suurenemist.
Üldiselt, võttes arvesse gravitatsioonijõudude [tegelikult] dünaamilist olemust, seob see tõsiasi gravitatsioonijõu temperatuuriga kui mehaaniliste süsteemide dünaamilise omadusega. Aga see on teise vestluse teema, õigemini teooria. ;)

Vastus

Niipalju kui ma aru saan, on "heli" väljas seda efekti veelgi lihtsam rakendada, kui dipool asendada membraaniga (näiteks seebimull), mille resonants on kõrgem kui heligeneraatori sagedus. on häälestatud. Siiski on kuidagi lihtsam investeerida kilovatt energiat helisse kui EM-kiirgusse))

See oleks naljakas: seebimullid tõmbavad kõlarisse...

Vastus

Heli ja muusika on lainete uurimiseks üldiselt mugavad asjad. See on minu hobi.
Kui kedagi huvitab, siis siin on minu katsed rakendada kvantfüüsikat ja Schumanni resonantsi loovuses.
https://soundcloud.com/dmvkmusic
See on 3D-muusika, seega pead seda kuulama ainult kõrvaklappide või heade kõlaritega.
Mul on kõlarid ja terve stuudio ja isegi seebimulle.
Ma kontrollin teie ideed)))
Aitäh!
Teeme rohkem!)))

Vastus

"Ja kuna aatom püüab oma interaktsioonienergiat nii palju kui võimalik vähendada, on talle energeetiliselt kasulik liikuda pallile lähemale - seal on ju energia vähenemine kõige olulisem!"
Mingi jama, mitte seletus, mida aatom tahab, midagi, millest on kasu. Ja omast vabast tahtest liigub ta kuhu tahab.
Kahju, et praegu pole seletamisvõimelisi füüsikuid.
Rääkimata sellest, et energiaga kokkupuudet seletatakse objekti energiataseme langetamiseks. Termodünaamika teine seadus näib olevat hüsteeriliselt krampis. Vabandust.

Vastus

Kahjuks ei õnnestunud arutelu käigus saada ammendavat vastust potentsiaalse energia küsimusele. Seetõttu proovisin seda ise välja mõelda (mis võttis aega). See tuli sellest välja.

Paljud vastused leidsid tähelepanuväärse vene füüsiku Dmitri Djakonovi loengu “Kvargid ja kust mass tuleb” ettekandes. http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/. Dmitri Djakonovil oli üks kõrgemaid tsiteerimisreitinge; ma arvan, et ta kuulub suurte füüsikute hulka.

Loenguga võrreldes üllatav on see, et ma ei valetanud oma oletustes midagi, kui kirjutasin potentsiaalse energia olemusest.

Nii ütles Dmitri Djakonov.

"Nüüd tahan ma teid sügavasse mõttesse viia. Vaata slaidi 5. Kõik teavad, et lind istub juhtme otsas, juhtmes on 500 kilovolti, aga see ei pane pahaks. Kui lind nüüd välja sirutab ja haarab ühe ja teise käpaga ühest traadist kinni, pole see hea. Miks? Kuna nad ütlevad, et elektripotentsiaalil endal pole füüsilist tähendust; seda, nagu meile meeldib öelda, ei täheldata. On täpsem väide, et vaadeldakse vaadeldavat elektrivälja tugevust. Pinge - kes teab - on potentsiaali gradient."

Põhimõte – et ei vaadelda mitte elektripotentsiaali enda väärtust, vaid ainult selle muutumist ruumis ja ajas – avastati juba 19. sajandil. See põhimõte kehtib kõigi fundamentaalsete interaktsioonide kohta ja seda nimetatakse "gradiendi muutumatuks" või (teine nimi) "gabariidi muutumatuks".

"Alustasin oma nimekirja gravitatsioonilise interaktsiooniga. Selgub, et see on samuti üles ehitatud gabariidi muutumatuse põhimõttele, ainult et see ei sõltu mitte “värvist”, mitte potentsiaalist, vaid millestki muust. Püüan selgitada, miks.
Kujutagem ette, et kuskil on suur mass. Näiteks Päike. Päike on suur mass. Mida see teeb? Tundub, et see painutab tasast ruumi ja ruum muutub kõveraks. Väga selge. Nüüd asetame Maa lähedale, see hakkab tiirlema ümber Päikese. Tegelikult on pilt üsna geomeetriline: ruum on kokku surutud ja meie planeet Maa pöörleb selles augus. Vaata slaidi – seal on kõik koordinaatjooned moonutatud. Ja see oli Einsteini kõige olulisem saavutus, kui ta esitas üldise relatiivsusteooria. Ta ütles, et kõik vaadeldavad füüsikalised nähtused ei tohiks sõltuda sellest, millist koordinaatvõrku me kavatseme rakendada ja millist kella me kasutame.
Miks ma selle siia tõin, sest see on ka omamoodi “gabariidi muutumatus”.

Kumerus on vaadeldav asi ja matemaatilises mõttes on elektrivälja tugevus ka omamoodi kõverus. Kuid me ei näe potentsiaali; ühel traadil istuv lind on elus.

Selle põhjal võime järeldada, et potentsiaalset energiat ei tohiks käsitleda massiallikana, sest vastasel juhul sõltuvad massi- ja füüsikalised protsessid aruandlussüsteemist, millest vaatlus tehakse.

Seda ideed tugevdab Dmitri Djakonovi vastus küsimusele elektromagnetvälja massi kohta.

„Dmitry: Palun öelge, kas jõuväljadel, näiteks elektri- ja gravitatsiooniväljadel, on mass?
Dmitri Djakonov: Kui neil on, siis on see väga väike ja tavapärane tarkus on, et nad on massita.
Dmitri: Ma mõtlesin midagi natuke teistsugust. Oletame, et kui meil on kondensaator, mille plaatide vahel on elektriväli. Kas sellel väljal on mass?
Dmitri Djakonov: Ei.
Dmitri: Kas sellel on energiat?
Dmitri Djakonov: Jah.
Dmitri: Ja mc??
Dmitri Djakonov: Olgu, tehke mulle suletud süsteem, st kondensaator, aku, hüdroelektrijaam, päikeseallikas ja nii edasi. Kui loote suletud süsteemi, mõõdame selle massi ja ma ütlen, et E, mis on mc? sellest massist - see on selle suletud süsteemi puhkeenergia. Ma ei esita muid avaldusi.
Dmitri: Nii et väljaenergia on sisuliselt aku, juhtmete ja plaatide energia?
Dmitri Djakonov: Muidugi. Peate võtma suletud süsteemi, saate selle kohta otsuse teha.

Kust siis meie maailmas mass tuleb?

Dmitri Djakonov: „Nagu näete, on kogu teaduse ajalugu seisnenud selles, et oleme uurinud väga erinevaid seotud positsioone ja komponentide masside summa on alati olnud suurem kui tervik. Ja nüüd jõuame viimasesse seotud olekusse - need on prootonid ja neutronid, mis koosnevad kolmest kvargist ja siin, selgub, on vastupidi! Prootoni mass on 940 MeV – vt slaidi 9. Ja koostisosade kvarkide massi, see tähendab kaks u ja üks d, liidame 4 + 4 + 7 ja saame ainult 15 MeV. See tähendab, et komponentide masside summa ei ole suurem kui tervik, nagu tavaliselt, vaid vähem ja mitte ainult vähem, vaid 60 korda vähem! See tähendab, et esimest korda teaduse ajaloos kohtame seotud seisundit, kus kõik on tavapärasega võrreldes vastupidine.

Selgub, et tühi ruum, vaakum, elab väga keerulist ja väga rikkalikku elu, mida siin on kujutatud. Antud juhul pole tegemist koomiksiga, vaid tõelise kvantkromodünaamika reaalse arvutisimulatsiooniga ja selle autoriks on minu kolleeg Derick Leinweber, kes selle pildi mulle lahkelt demonstreerimiseks varustas. Veelgi enam, tähelepanuväärne on see, et aine olemasolul pole peaaegu mingit mõju vaakumivälja kõikumistele. See on gluooniväli, mis kõigub nii kummaliselt kogu aeg.
Ja nüüd laseme kvarke sinna sisse, vaata slaidi 13. Mis neist saab? Üsna huvitav asi on toimumas. Ka siin pole mõte pealiskaudne, proovi sellesse süveneda. Kujutage ette kahte kvarki või kvarki ja antikvarki, mis satuvad samaaegselt nii suure kõikumise läheduses. Fluktuatsioon loob nende vahel teatud korrelatsiooni. Ja korrelatsioon tähendab, et nad suhtlevad.
Siin saan lihtsalt anda igapäevase pildi. Kurnad vannist vee välja, tekib lehter, kuhu kukuvad kaks tikku, need tõmmatakse sellesse lehtrisse ja mõlemad keerlevad ühtemoodi. See tähendab, et kahe matši käitumine on korrelatsioonis. Ja võib öelda, et lehter põhjustas vastetevahelise suhtluse. See tähendab, et väline mõju kutsub esile interaktsiooni objektide vahel, mis selle mõju alla jäävad. Või ütleme, et kõnnite mööda Myasnitskajat ja vihma hakkab sadama. Ja millegipärast tõstavad kõik äkki mingi eseme pea kohale. See on korrelatsioonikäitumine, selgub, et inimesed suhtlevad, kuid nad ei suhtle otseselt ja interaktsiooni põhjustas väline mõju, antud juhul vihm.
Ülijuhtivusest on ilmselt kõik kuulnud ja kui ruumis on füüsikud, siis nemad seletavad, et ülijuhtivuse mehhanismiks on nn Cooperi elektronpaaride kondenseerumine ülijuhis. Sarnane nähtus esineb ka siin, ainult kvantkondensaadi ei moodusta mitte elektronid, vaid kvarkide ja antikvarkide paarid.

Mis juhtub, kui kvark satub sellisesse keskkonda? Kvark lendab, ta võib välja lüüa ühe kvargi, mis on end juba selliseks paariks organiseerinud, see lendab edasi, kukub juhuslikult järgmisesse jne, vt slaidi 14. See tähendab, et kvark liigub keerulisel viisil selle meediumi kaudu. Ja see annabki talle massi. Ma võin seda erinevates keeltes selgitada, kuid kahjuks ei lähe see paremaks.

Selle nähtuse matemaatilise mudeli, mis kannab kaunist nimetust “spontaanne kiraalse sümmeetria purunemine”, pakkusid esmakordselt välja 1961. aastal samaaegselt meie kodumaised teadlased Vaks ja Larkin ning imeline Jaapani teadlane Nambu, kes elas kogu oma elu Ameerikas ja 2008. aastal. , väga kõrges eas, sai selle töö eest Nobeli preemia.

Loengus oli slaid 14, mis näitas, kuidas kvargid liiguvad. Selle slaidi põhjal järeldub, et mass moodustub kvarkide energia, mitte gluoonivälja tõttu. Ja see mass on dünaamiline - tekib energiavoogude (kvarkide liikumise) tulemusena "kiraalse sümmeetria spontaanse rikkumise" tingimustes.

Kõik, mis ma siia kirjutasin, on väga lühikesed väljavõtted Dmitri Djakonovi loengust. Parem on see loeng http://polit.ru/article/2010/09/16/quarks/ täies mahus läbi lugeda. Seal on ilusad slaidid, mis selgitavad tähendust.

Selgitan, miks ma selle lõime arutelu ajal potentsiaalse energia kohta küsimusi esitasin. Vastustest soovisin lugeda umbes sama, mis Dmitri Djakonovi loengu ettekandes kirjutati, et nendele väidetele edasi toetuda ja arutelu jätkata. Kahjuks arutelu aga ei toimunud.

See on vajalik aine evolutsiooni hüpoteesi positsiooni tugevdamiseks. Hüpoteesi kohaselt tekib mass meie universumis mateeria struktureerumise tulemusena. Struktuur on korra kujundamine kaose taustal. Kõik, mis on kirjas Dmitri Djakonovi loengu esitluses, toetab minu arvates seda hüpoteesi.

Aine struktureerimine võib toimuda mitmes etapis. Etappidevaheliste üleminekutega kaasnevad revolutsioonilised muutused aine omadustes. Neid muutusi füüsikas nimetatakse faasisiireteks. Nüüdseks on üldtunnustatud, et faasisiire oli mitu (sellest kirjutas ka Dmitri Djakonov). Viimasel faasisiiretel võivad olla jälgitavad nähtused, mida kosmoloogid esitavad standardse kosmoloogilise teooria tõestuseks. Seetõttu ei ole tähelepanekud selle hüpoteesiga vastuolus.

Siin on veel üks huvitav aspekt. Mõjuga seotud arvutuste tegemiseks pole potentsiaali üldse vaja mõõta. Juustele mõjuva jõu ja selle lisaenergia arvutamiseks on vaja mõõta poisi kehasse läinud elektrilaengut (elektronide arvu) ning teada ka poisi keha geomeetrilisi omadusi, sealhulgas tema juuste omadused, ümbritsevate elektrit juhtivate kehade suurus ja asukoht.

Vastus

Kui poiss on Faraday puuris, siis minu arusaamist mööda isegi elektri jõul. kontakteeruge sellega, ei saa ta kunagi oma pinnale meilisõnumeid. tasu.
Kui element on ühendatud laetud kuuliga, jaotub kogu laeng raku pinnale. Selle sees elektrit ei tule. stat. väli, tasuta. Potentsiaal poisi pinnal on samuti null ja juuksed jäävad paigale. Ma arvan, et isegi kui ta võtab maandatud juhtme enda kätte, ei tule tal sellest midagi välja. Pole laengut, pole potentsiaali erinevust ega voolu.
Need. ühesõnaga, pannes poisi puuri, lähtestate sellega tema meili. potentsiaal. Potentsiaal on nähtamatu, sest seda lihtsalt pole. :-)
Täheldatav on ka potentsiaalide erinevusega mõju. Selleks piisab, kui asetada poisi kõrvale teine pall, mis on ühendatud teise allikaga või lihtsalt maandatud. Nüüd, kui poiss puudutab mõlemat palli korraga, tunnetab ta ise, milline on potentsiaalne erinevus (lapsed, ärge tehke seda!).
Meil Me näeme potentsiaali mitte ainult juuste kaudu. On veel üks ilus efekt - Püha Elmo tuled ehk lihtsalt - koroonalahendus: http://molniezashitadoma.ru/ogon%20elma.jpg

Vastus

> ilusat efekti poisi juustega ei seostata mitte elektrivälja potentsiaaliga, vaid poisi keha ja keskkonna potentsiaali erinevusega (ehk elektrivälja tugevusega)

Elektriline pinge Art. väljad ei ole üldse potentsiaalsed erinevused. ;-)
See on el. Art. väli, mis iseloomustab iga selle punkti: https://ru.wikipedia.org/wiki/Electric_field_tension
_______________

Mis puudutab Dmitri Djakonovi, siis tema väljaütlemised tunduvad mulle pehmelt öeldes kummalised... Võib-olla oli ta oma “kvarkidest” liiga kaasa haaratud ja reaalsest maailmast tuntavalt lahti. :-)

Kui vana oli Bohr, kui ta päästis füüsika elektroni langemisest tuumale väitega, et kukkumine toimub hüpetega? Sest orbiidid võib jagada puhasteks ja ebapuhtaks!
Nii et see õnnestus ja jagage!
Kui vana oli Maxwell, kui ta elektromagnetvälja leiutas?
Ja paljud inimesed mõistavad, et polarisatsioon on olemas!
Mõnikord tunnen, et meisse on liiga varajases eas palju lugupidamist puuritud.
Oleksin Igor Ivanovile väga tänulik, kui ta teeks mõne ekskursiooni suurte avastajate ajastusse.
Vahel mulle ikka tundub, et füüsika kardab selgeid sõnastusi.
Või kas ta häbeneb?
....................
Mitte kriitika, vaid tasakaal.
Ege?

Vastus

Usun, et Avogadro seadus kehtib eranditult kõigi aatomite (kõikide keemiliste elementide) kohta.
Ja ma EI TEA, mis on ühe aatomi kaal.
Kirjeldatud katses EI ole paralleeli “Avogadro testi” tingimustega. Aga seal olid erinevad aatomid?
On võimalus, et me püüame mõista midagi täiesti erinevat sellest, mida katsetajad soovisid teada saada.
........................
Ja kui vanad nad muide on?

Vastus

Planeet Maa liikumise probleem Päikese suhtes on kolme magneti probleem. Kaks üksteise poole suunatud sama polaarsusega magnetit on Maa oma tasapinnal Päikese telje suhtes. Päike on kolmas magnet, mis pöörleb Maad ja teisi planeete nende telgede suhtes proportsionaalselt nende massiga. Maa elliptiline orbiit näitab, et ellipsi "talvisest" akordist mõjub veel mingi jõud. Ka külmad väikesed ruumikehad ei liigu ruumis vabalt, need on omandanud kiirenduse. See uuring võib vaid kinnitada, et planeetide gravitatsioonijõud tekib planeetide piisavalt kuumutatud aluste tõttu. See tähendab, et iga päikesesüsteemi planeet on seest kuum.
Miks pole Maad ja teisi planeete Päikesele lähedale tõmmatud? Süsteem on dünaamiline, mitte staatiline, planeetide teljed on paralleelsed, seega on palju tippe. Ja planeedid ei saa oma poolusi muuta, kuna see on samaväärne nende orbiidilt lahkumisega.

- Kas arvate, et magnetväljaga kehal ja satelliidil on võimalik inertsist lõpmatult kaua liikuda? Sel juhul peaks Maal olema kaks kuud, mis asuvad sümmeetriliselt. Güroskoobi käitumine selgitab inertsimomenti ja massi tasakaalulist jaotust pöörlemistelje suhtes. Kui ülaosa ketas on telje suhtes tasakaalust väljas, hakkab selle telg kirjeldama spiraali. See kehtib ka Maa kohta, sellel on üks satelliit, mis oleks pidanud ta orbiidilt välja tooma ja kosmosesse viima, kui selle liikumist Päikese suhtes seletataks ainult mehaanilise inertsimomendiga. Siin on Päikesest tulev magnetism nii tugev, et suudab kompenseerida Kuu mõju Maale.
  Planeetide ja nende satelliitide järjestatud liikumist Päikesesüsteemis ei saa seletada millegi muuga kui magnetismiga. Meil, Päikese kujul, on omamoodi staator, olles rootor, kuid samal ajal oleme ka Kuu staator.
  
  Vastus
  - Magnet- ja elektriväljad on varjestatud, Ambrose. Täpsemalt on need šunteeritud. Aga praegu pole see oluline.):
    Kuidas kujutate ette kilogrammi kaaluga vedrukaalu pärast magnetkilbiga katmist? Kas nool jookseb paremalt vasakule?
    Mulle tundus, et güroskoop on imeline mõtlemise arendamise aine. Isegi hiinlased arvavad nii.
    Lihtsalt mõtle selle peale. Güroskoopi saab vabalt liigutada piki mis tahes kolmest Descartes'i teljest! Kui te ei märka güroskoobi enda telje kallet, kui te viidate sellele mõnele kujutletavale alusele.
    Näiteks võite oma vaimusilma ülalt eemaldada, kuni see muutub vaatleja jaoks nii väikeseks, et ei teki mõtteid, et tõmmata pöörlemistelge läbi selle “punkti”.
    Muide, Ambrose, kas sul on kunagi olnud mõtteid lõpmata väikeste punktide pöörlemistelgede kohta?
    ............
    Ja nii ajendas see güroskoobi erakordne omadus teadlasi otsima ITS-i inertsi olemust, mis on omane ainult güroskoopile!
    Võib-olla oli see "teaduse" esimene samm tagasi metafüüsika tulevikku. Esimene samm, mis ei põhjustanud ühiskonna immuunsüsteemi tagasilükkamist. (sellist kurbust pole mehed oma elus näinud)
    ....................
    Möödus mitu aastat.
    Üks geenius pakkus välja, et materiaalse keha inertsi olemus ei ole mitte keha sees, vaid seda keha ümbritsevas ruumis.
    See järeldus oli sama lihtne kui vapustav.
    Veelgi enam, güroskoop osutus inertsi olemuse uurimise mudeliks kõige mugavamaks tööriistaks. Lõppude lõpuks on see laboritingimustes hõlpsasti jälgimiseks juurdepääsetav! Erinevalt näiteks mürskude voolust. Isegi kui seda voolu piirab terastoru.
    Kas kujutate ette, millise hiiglasliku sammu on teadus astunud?
    .................
    Nojah.
    Ja mul pole õrna aimugi.
    Mõelge Ambroseile.
    Mõtle.
    
    Vastus
    - "Üks geenius väitis, et materiaalse keha inertsi olemus ei ole keha sees, vaid seda keha ümbritsevas ruumis."
      Huvitav, kas sa kirjutad swingi põhimõttest?
      Aga ma räägin enda omast. See, mida ma siin kirjutasin (postitus 20.09.2017 08:05), viitab “ruumilisele sümmeetriale”. (Ärge otsige seda terminit Internetist, kuna ma seda kasutan). Seal postituses oli juttu ruumilise sümmeetria 4D juhtumist. (Neljas ruumiline koordinaat on suunatud punktist väljapoole.) Üldjuhul ei ole ruumilise sümmeetria suunad võrdsed. Ja seda saab näidata ühe koordinaadi ülaosa (güroskoop) abil. Võtame arvtelje. Positiivses suunas on arvutelje suund. Ja on ka negatiivne. Seega ei ole need suunad võrdsed. Kui liigume negatiivses suunas, siis sellel teljel me ei leia reaalarve, mis on võrdne selle telje koordinaadi ruutjuurega. Negatiivne telg osutub hõredaks. Ruumis on võimatu selgelt eristada, kus on positiivne ja kus negatiivne suund. Kuid saate neid eraldada, kasutades ülaosa. Ülemine osa, liikudes piki tipu telge, moodustab kruvi. Parem ja vasak. Parema kruvi suuna võtame positiivse suunana ja vasakpoolset negatiivse suunana. Sel juhul saab positiivse ja negatiivse suuna eraldada. Niisiis, looduses on protsesse, mis tajuvad erinevust positiivses ja negatiivses suunas liikumise vahel – ehk teisisõnu tunnevad nad negatiivse telje vähenemist.
      Kirjutasin siia http://old.site/nauchno-populyarnaya_biblioteka/43375 0/Mnogo_vselennykh_iz_nichego imelise ulmekirjaniku Pavel Amnueli artikli “Paljud universumid eimillestki” kommentaariks vaatenurga ema liikumise kohta. meie universumis kasutades "ruumilist sümmeetriat". See kommentaar on jätk 20.09.2017 08:05 postitusele. See on täpselt arutlusel oleva artikli teema. Tahaksin teada teie arvamust.
      
      Vastus
      - Kahjuks ei ole ma veel leidnud teie teist kommentaari Amnueli põhjal tehtud artiklile. Ja alles alates 02.09.17. Võib-olla ma pole lihtsalt nii deterministlik?):
        Seal mainiti Plancki (kui kosmoselaeva... meest ja aurulaeva...)
        Tegelikult huvitav. Kui mõistsin, et ta arvutas oma nime konstandi välja, jagades teadaoleva tulemuse lihtsalt Rayleighi valemiga, puhkesin peaaegu vihast. Bursas tagasi, lõikasin ka midagi sarnast maha. Selgub, et paljud inimesed ei suuda näha valemite vahelisi seoseid, ilma et nad vaevaksid end nende täpse modelleerimisega. ... Kuidas sa muidu seda leivale määriksid?
        ):
        Seal oli tegelikult huvitav lugu. Inimesed on leiutanud absoluutselt musta keha abstraktsiooni, mida looduses ei eksisteeri.
        Nii et võtke see ja leidke see!
        Ja mida?
        Kas teadlased nimetasid kosmost taeva taevaks?
        - Kujukesed! Jah?
        Nad lihtsalt lisasid sellele ainet, segades selle energiaga.
        No vähemalt nii.
        Isegi selles artiklis soovitatakse "universumite kokkupõrke" võimalust.
        See on lihtsam.
        -----------
        Nüüd alustan teise “kui”-ga ja esimest mainin hiljem.
        Kas saab?
        Kui suudame eristada kahte (mitu, nii palju kui vaja) universumit, siis peab igaühel neist olema mingi tunnus, mis fenomenoloogiliselt sellist valikut võimaldab.
        Kunagi püüdsid teadlased selliseid tunnuseid loetleda nn hulgateoorias.
        Teeme seda veidi lihtsamalt. - Ilmselgelt saame fenomenoloogiliselt ("kokkupõrke" kirjeldamise mugavuse seisukohalt) kirjeldada iga universumit lihtsalt kui "kest enne kokkupõrget".
        KUI see nii on, siis saab meie mõistus tegutseda
        KESTUSTE KOKKUPÕRGE.
        Ja kui see nii pole, siis on universumite kokkupõrget võimaldanud mõistus veel küps, kuid mitte piisavalt.
        KUI kaks (mitu) kesta põrkuvad, siis...
        ja nüüd läheb esimene, kui:
        KUI alg- ja tulemuseks olevate kestade ruum on KOLMEMÕÕTELINE, siis moodustub eelkõige tasapind.
        Näiteks ekliptika tasand.
        Mida meil oli au jälgida.
        Kõik muu on minu jaoks praegu vähem oluline.
        See läheb juba pikaks ja ma pole veel otsesele küsimusele vastanud. Seega vabandan juba ette.
        Ei, ma pidasin silmas GTR-i põhipositsiooni.
        Machi ja tema maailmakeskuse kohta sain esimest korda teada oma isalt. Ikka koolis. Muide, olen sinuga nõus. - Einsteini sõnastatud idee "hõljus atmosfääris", mis loodi paljuski Machi tööga. Kahju, et seda kooli õppekavas pole.
        
        Vastus

Vastus

Kirjuta kommentaar

Kehade soojuskiirgus

Teema põhiküsimused:

1. Soojuskiirguse omadused.

2. Soojuskiirguse seadused (Kirchhoffi seadus, Stefan-Boltzmanni seadus, Wieni seadus); Plancki valem.

3. Termograafia (termopildistamine) füüsilised alused.

4. Soojusülekanne kehast.

Iga keha, mille temperatuur on üle absoluutse nulli (0 K), on elektromagnetilise kiirguse allikas, mida nimetatakse soojuskiirguseks. See tekib keha sisemise energia tõttu.

Kuumutatud keha kiirgavate elektromagnetiliste lainepikkuste vahemik (spektrivahemik) on väga lai. Soojuskiirguse teoorias arvatakse sageli, et lainepikkus varieerub siin vahemikus 0 kuni ¥.

Keha soojuskiirguse energia jaotus lainepikkuste vahel sõltub selle temperatuurist. Toatemperatuuril on peaaegu kogu energia koondunud elektromagnetlainete skaala infrapuna piirkonda. Kõrgetel temperatuuridel (1000°C) eraldub oluline osa energiast nähtavas piirkonnas.

Soojuskiirguse omadused

1. Kiirgusvoog (võimsus) F(mõnikord tähistab kiri R) – kuumutatud keha kogu pinnalt 1 sekundi jooksul ruumi kõikides suundades ja kogu spektrivahemikus kiirgav energia:

, SI-s . (1)

2. Energia heledus R– energia, mis kiirgab 1 sekundi jooksul 1 m2 kehapinnalt kõigis ruumisuundades ja kogu spektrivahemikus. Kui S on siis keha pindala

, , SI , (2)

On ilmne, et.

3. Spektri heleduse tihedus r λ- energia, mis kiirgab 1 sekundi jooksul 1 m 2 kehapinnast kõigis suundades lainepikkusel λ ühes spektrivahemikus , →

Riis. 1

R l sõltuvust l-st nimetatakse spekter keha soojuskiirgus antud temperatuuril (at T= konst). Spekter annab keha poolt kiiratava energia jaotuse lainepikkuste vahel. See on näidatud joonisel fig. 1.

Võib näidata, et energeetiline heledus R võrdne spektri ja teljega piiratud joonise pindalaga (joonis 1).

4. Määratakse kuumutatud keha võime neelata väliskiirguse energiat monokromaatiline neeldumistegur a l,

need. a l võrdne kehas neeldunud kiirgusvoo lainepikkusega l ja kehale langeva sama lainepikkusega kiirgusvoo suhtega. (3.)-st järeldub, et ja mina - mõõtmeteta kogus ja .

Sõltuvuse tüübi järgi A alates l on kõik kehad jagatud 3 rühma:

1). Absoluutselt mustad kehad:

A= 1 kõigil lainepikkustel mis tahes temperatuuridel (joonis 3, 1 ), st. Täiesti must keha neelab täielikult kogu sellele langeva kiirguse. “Absoluutselt musti” kehasid looduses ei eksisteeri, sellise keha mudeliks võib olla väikese auguga suletud läbipaistmatu õõnsus (joonis 2). Sellesse auku sisenev kiir neeldub pärast korduvaid peegeldusi seintelt peaaegu täielikult.

Päike on täiesti musta keha lähedal, selle T = 6000 K.

2). Hallid kehad: nende neeldumistegur A < 1 и одинаков на всех длинах волн при любых температурах (рис. 3, 2 ). Näiteks võib inimkeha pidada halliks kehaks soojusvahetuse probleemides keskkonnaga.

3). Kõik teised kehad:

nende jaoks neeldumistegur A< 1 и зависит от длины волны, т.е. A l = f(l), esindab see sõltuvus keha neeldumisspektrit (joonis 1). 3 , 3 ).

Soojuskiirgus - Elektromagnetiline kiirgus , mille allikaks on aatomite ja molekulide soojusliikumise energia

1. Soojuskiirguse omadused

Soojuskiirgus - See on aatomite ja molekulide elektromagnetiline kiirgus, mis tekib nende termilise liikumise käigus.

Kui kiirgav keha ei saa väljast soojust, siis see jahtub ja tema siseenergia väheneb keskkonnaosakeste keskmise soojusliikumise energiani. Soojuskiirgus on iseloomulik kõikidele kehadele temperatuuril üle absoluutse nulli.

Soojuskiirguse karakteristikud on kiirgusvoog, energia heledus, energia heleduse spektraalne tihedus, neeldumistegur.

Kiirgusvoog F (kiirgusvoog) on keskmine kiirgusvõimsus aja jooksul, mis on oluliselt pikem kui valguse võnkumiste periood:

SI-s mõõdetakse kiirgusvoogu vattides (W).

Kiirgusvoogu pinnaühiku kohta nimetatakse energeetiline heledus yuR (kiirgusvoo tihedus):

. (2)

Heleduse SI ühik on 1 W/m2.

Kuumutatud keha kiirgab erineva pikkusega elektromagnetlaineid. Valime väikese lainepikkuste integraali vahemikus  kuni  + d.

Sellele intervallile vastav energeetiline heledus on võrdeline intervalli laiusega:

. (3)

Kus r  -keha energia heleduse spektraalne tihedus , võrdne spektri kitsa lõigu energia heleduse ja selle lõigu laiuse suhtega. Mõõtühik r  SI-s on 1 W/m3.

Energeetilise heleduse spektraaltiheduse sõltuvust lainepikkusest nimetatakse keha kiirgusspekter .

Pärast (3) integreerimist saame keha energeetilise heleduse avaldise:

. (4)

Integratsioonipiire võetakse üle, et võtta arvesse kogu võimalikku soojuskiirgust.

Organismi võimet neelata kiirgusenergiat iseloomustab neeldumistegur.

Neeldumistegur võrdne antud kehas neeldunud kiirgusvoo ja sellele langeva kiirgusvoo suhtega.

. (5)

Neeldumistegur sõltub lainepikkusest, seetõttu võetakse monokromaatiliste voogude jaoks kasutusele kontseptsioon monokromaatiline neeldumistegur:

. (6)

Absoluutselt musta keha ja halli keha mõisted.

Valemitest (5 ja 6) järeldub, et neeldumiskoefitsiendid võivad võtta väärtusi 0 kuni 1. Mustad kehad neelavad hästi kiirgust: must paber, kangad, samet, tahm, plaatinamust jne. Valge ja peegelpindadega kehakiirgus neelab kiirgust halvasti. Nimetatakse keha, mille neeldumistegur on võrdne kõigi sageduste ühtsusega täiesti must . See neelab kogu sellele langeva kiirguse. Täiesti must keha on füüsiline abstraktsioon. Looduses selliseid kehasid pole. Absoluutselt musta keha mudel on väike auk suletud läbipaistmatus õõnsuses (joon.). Sellesse auku sisenev kiir, mis peegeldub seintelt mitu korda, neeldub peaaegu täielikult. Seetõttu ei saa tala suures õõnsuses väikese augu korral väljuda, see tähendab, et see imendub täielikult. Sügav auk, ruumi seest valgustamata avatud aken, kaev on näited kehadest, mis lähenevad absoluutselt mustale.

Riis. 1. Üleni musta keha mudel.

Keha, mille neeldumistegur on väiksem kui ühik ja ei sõltu sellele langeva valguse lainepikkusest, nimetataksehall . Looduses pole halle kehasid, kuid mõned teatud lainepikkuste vahemikus olevad kehad kiirgavad ja neelavad hallide kehadena. Näiteks inimkeha peetakse mõnikord halliks, selle neeldumistegur on 0,9.

19. sajandi lõpus - 20. sajandi alguses. avastas V. Roentgen - röntgenikiirgus (röntgenikiirgus), A. Becquerel - radioaktiivsuse nähtus, J. Thomson - elektron. Kuid klassikaline füüsika ei suutnud neid nähtusi selgitada.

A. Einsteini relatiivsusteooria nõudis ruumi ja aja mõiste radikaalset revideerimist. Spetsiaalsed katsed kinnitasid J. Maxwelli hüpoteesi paikapidavust valguse elektromagnetilisuse kohta. Võiks oletada, et kuumenenud kehade elektromagnetlainete emissioon on tingitud elektronide võnkuvast liikumisest. Kuid seda eeldust tuli kinnitada teoreetiliste ja eksperimentaalsete andmete võrdlemisega.

Kasutasime kiirgusseaduste teoreetiliseks kaalumiseks must kerega mudel , st keha, mis neelab täielikult igasuguse pikkusega elektromagnetlaineid ja vastavalt sellele kiirgab elektromagnetlaineid igas pikkuses.

Austria füüsikud I. Stefan ja L. Boltzmann tegid eksperimentaalselt kindlaks, et koguenergia E, eraldub 1 musta keha kohta pinnaühiku kohta, võrdeline absoluutse temperatuuri neljanda astmega T:

Kus s = 5,67. 10 -8 J/(m 2. K-s) on Stefan-Boltzmanni konstant.

Seda seadust kutsuti Stefan-Boltzmanni seadus. See võimaldas teadaoleva temperatuuri järgi arvutada täiesti musta keha kiirgusenergiat.

Plancki hüpotees

Püüdes ületada klassikalise teooria raskusi musta keha kiirguse selgitamisel, esitas M. Planck 1900. aastal hüpoteesi: aatomid kiirgavad elektromagnetilist energiat eraldi portsjonitena – kvantidena . Energia E

Kus h = 6,63 . 10 -34 J . c-Plancki konstant.

Mõnikord on mugav mõõta energiat ja Plancki konstanti elektronvoltides.

Siis h = 4,136 . 10 -15 eV . Koos. Aatomifüüsikas kasutatakse ka suurust

(1 eV on energia, mille elementaarlaeng omandab kiirenduspotentsiaalide erinevuse 1 V läbimisel. 1 eV = 1,6...10 -19 J).

Nii osutas M. Planck väljapääsu soojuskiirguse teooriaga seotud raskustest, mille järel hakkas arenema kaasaegne füüsikateooria, nn. kvantfüüsika.

Fotoefekt

Fotoefekt nimetatakse elektronide emissiooniks metalli pinnalt valguse mõjul.1888.a G. Hertz avastas, et kui kõrgepinge all olevaid elektroode kiiritada ultraviolettkiirtega, tekib elektroodide vahel tühjenemine suuremal kaugusel kui kiiritamata.

Fotoelektrilist efekti võib täheldada järgmistel juhtudel:

1. Elektroskoobiga ühendatud tsinkplaat laetakse negatiivselt ja kiiritatakse ultraviolettvalgusega. See tühjeneb kiiresti. Kui laete seda positiivselt, siis plaadi laeng ei muutu.

2. Positiivset võreelektroodi läbivad ultraviolettkiired tabavad negatiivselt laetud tsinkplaati ja löövad sealt välja elektronid, mis tormavad võrgu poole, tekitades tundliku galvanomeetriga salvestatud fotovoolu.

Fotoelektrilise efekti seadused

Fotoefekti kvantitatiivsed seadused (1888-1889) kehtestas A. G. Stoletov.

Ta kasutas kahe elektroodiga vaakumklaasist õhupalli. Valgus (sh ultraviolettkiirgus) siseneb katoodile läbi kvartsklaasi. Potentsiomeetri abil saate reguleerida elektroodide vahelist pinget. Voolu vooluringis mõõdeti milliampermeetriga.

Kiiritamise tulemusena võivad elektroodilt välja löödud elektronid jõuda vastaselektroodini ja tekitada mõningast algvoolu. Pinge kasvades kiirendab väli elektrone ja vool suureneb, saavutades küllastuse, mille juures kõik väljutatud elektronid jõuavad anoodile.

Kui rakendatakse pöördpinget, siis elektronid inhibeeritakse ja vool väheneb. Koos nö blokeerimispinge fotovool peatub. Vastavalt energia jäävuse seadusele, kus m on elektroni mass ja υ max on fotoelektroni maksimaalne kiirus.

Esimene seadus

Uurides silindris oleva voolu sõltuvust elektroodide vahelisest pingest pideva valgusvoo korral ühele neist, tegi ta kindlaks fotoelektrilise efekti esimene seadus.

Küllastuse fotovool on võrdeline metallile langeva valgusvooga .

Sest Voolutugevuse määrab laengu suurus ja valgusvoo määrab valguskiire energia, siis võime öelda:

h Ainest 1 sekundi jooksul välja löövate elektronide arv on võrdeline sellele ainele langeva valguse intensiivsusega.

Teine seadus

Sama installatsiooni valgustustingimusi muutes avastas A.G. Stoletov fotoelektrilise efekti teise seaduse: Fotoelektronide kineetiline energia ei sõltu langeva valguse intensiivsusest, vaid sõltub selle sagedusest.

Kogemusest järeldub, et kui valguse sagedust suurendada, siis konstantse valgusvoo korral suureneb blokeerimispinge ja sellest tulenevalt suureneb ka fotoelektronide kineetiline energia. Seega fotoelektronide kineetiline energia suureneb lineaarselt valguse sagedusega.

Kolmas seadus

Asendades seadmes fotokatoodi materjali, kehtestas Stoletov fotoelektrilise efekti kolmanda seaduse: iga aine jaoks on fotoefekti punane piir, st minimaalne sagedus nmin, mille juures fotoelektriline efekt on endiselt võimalik.

Kui n< n min ни при какой интенсивности волны падающего на фотокатод света фотоэффект не произойдет. Т.к. , тоminimaalne sagedus heledad tikud maksimaalne lainepikkus.