Sta³a Plancka

STA£A PLANCKA

Cia³o doskonale czarne jest to cia³o poch³aniaj±ce ca³e docieraj±ce doñ promieniowanie. Cia³o takie ma równie¿ najwiêksz± spo¶ród wszystkich cia³ w tej samej temperaturze zdolno¶æ emisji promieniowania. W XIX wieku naukowcy badali promieniowanie ró¿nych cia³ i okre¶lili zale¿no¶æ zdolno¶ci emisji od d³ugo¶ci emitowanej fali i temperatury cia³a, które jest emiterem (rys).

Rozk³ad widmowy promieniowania cia³a doskonale czarnego

Kszta³t krzywej zale¿y od temperatury. Dla temperatur wy¿szych krzywa osi±ga wy¿sze warto¶ci, a jej maksimum przesuwa siê w kierunku fal krótszych. Zale¿no¶æ pomiêdzy temperatur± cia³a (T), a d³ugo¶ci± fali ( lambda

_max), dla której funkcja osi±ga maksimum dana jest wzorem:

(1)

gdzie C = 2,898*10^-3m*K

Tak wiêc

_max jest wprostproporcjonalne do odwrotno¶ci temperatury. £atwo mo¿na zale¿no¶æ t± u¶wiadomiæ sobie na przyk³adzie rozgrzewania metalowego prêta. Na pocz±tku rozgrzewania maksimum bêdzie przypada³o na niewidzialne fale podczerwone. Nastêpnie maksimum przypadnie na fale czerwone - prêt bêdzie ¿arzy³ siê na czerwono. Przy dalszym ogrzewaniu maksimum przesunie siê w kierunku fal krótszych. W koñcu prêt stanie siê bia³y, gdy¿ bêdzie emitowa³ promieniowanie podczerwone i ca³y zakres promieniowania widzialnego.
Krzywa opisuj±ca emisjê cia³a doskonale czarnego uzyskano na drodze do¶wiadczalnej. Zjawiska tego nie mo¿na by³o wyt³umaczyæ na podstawie praw Maxwella. Nie t³umaczy³y go ¿adne klasyczne prawa fizyczne.
W 1900 roku Max Planck poda³ now± teoriê promieniowania. Zaproponowa³ on pogl±d, i¿ atomy i cz±steczki wysy³aj± promieniowanie nie w sposób ci±g³y, ale w postaci porcji energii zale¿nych jedynie od czêstotliwo¶ci fali. Zale¿no¶æ porcji energii od cz±stotliwo¶ci fali (v) dana jest wzorem:

(2)

gdzie h - sta³a nazwana sta³± Plancka wynosz±ca 6,62*10^-34J*s

Pojedyñcza porcja energii zosta³a nazwana kwantem. Teoria ta dobrze opisywa³a otrzyman± na drodze do¶wiadczalnej krzyw±. Wielko¶æ h sta³a siê podstawow± wielko¶ci± wykorzystywan± w fizyce kwantowej.

NOWA WIELKA TEORIA - KWANTY