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).
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 (
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.
