Излучение равновесное, излучение абсолютно черного тела. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Излучение равновесное - электромагнитное излучение, находящееся в термодинамическом равновесии при определённой температуре Т с веществом, испускающим и поглощающим это излучение. Излучение равновесное часто называют излучением абсолютно чёрного тела (чёрным излучением). С микроскопич. точки зрения равновесие для излучения осуществляется в результате компенсации прямых и обратных элементарных процессов каждого рода, согласно детального равновесия принципу, и является полным (см. Тепловое излучение ). Равновесное излучение изотропно и равномерно заполняет некоторый объём, например, полость, стенки к-рой нагреты до температуры Т (поэтому для равновесного излучения применяют также термин "излучение в полости"), или объём, содержащий разреженное вещество (газ, плазму) при температуре Т, в условиях, когда пробег излучения в веществе (см. Поглощение света)много меньше размеров этого объёма. Основные (отнесённые к единице объёма) характеристики И. р. при данной температуре Т, не зависящие от природы вещества, испускающего и поглощающего это излучение, - полная (интегральная) плотность энергии и_Т и спектральная плотность энергии u_v,T или u_v,T=(c/l²)u_v,Т' рассчитанная на единицу интервала частот v или длин волн l, соответственно. Связь между данными величинами определяется соотношением:

функция u_v,T (функция распределения энергии И. р. по частотам) определяется Планка законом излучения, имеющим вид

и удовлетворяющим общему Вина закону смещения. Закон (2), впервые полученный М. Плавком (М. Planck) в 1900, имеет квантовую природу и представляет собой Базе - Эйнштейна распределение для фотонов. Интегрирование функции Планка (2), согласно (1), даёт Стефана - Болъцмана закон излучения и_Т=аТ⁴ для полной плотности И. р. в объёме, причём постоянная a=8p⁵k⁴/15h³с³. В предельном чисто квантовом случае, когда hvдкT (энергия фотона много больше ср. тепловой энергии частиц вещества), закон (2) переходит в Вина закон излучения: u_v,T=(8ph³/c³)e^-hv/kT, а в предельном чисто классич. случае hvЪkT - в Рэлея -Джинса закон излучения: u_v,T=8pv²kT/c³. Закон (2) определяет объёмную плотность энергии И. р., экспериментально же измеряют потоки энергии излучения. Т. к. равновесное излучение изотропно, поток энергии, проходящий за единицу времени через единичную площадку (в любом месте объёма, равномерно заполненного И. р.) в направлении нормали к ней в телесном угле dW, равен cu_v,TdW/4p=I_v,TdW, где I_v,T=cu_v,T/4p - интенсивность равновесного излучения (поток энергии равновесного излучения, рассчитанный на единицу телесного угла). В направлении под углом V к нормали поток энергии равен I_v,TcosVdW (где dW=sinVdVdj, j - азимут). Поток энергии за единицу времени через единичную площадку во всех направлениях в пределах телесного угла 2p (т. е. в одну сторону) получается интегрированием по V от 0 до p/2 и по j от 0 до 2p, что даёт pI_v,T=cu_v,T/4. Такая же энергия испускается абсолютно чёрным телом с единицы его поверхности за единицу времени и определяет его спектральную испускательную способность (во всех направлениях, т. е. в телесном угле 2p) e_v,⁽⁰⁾_T=pВ_v,⁽⁰⁾_T, где B_v,⁽⁰⁾_T=I_v,T=cu_v,T/4- энергетическая яркость этой поверхности (испускательная способность в определённом направлении), рассчитанная, как и интенсивность I_v,T, на единицу телесного угла. Согласно (2), получаем закон излучения Планка для спектральной испускательной способности

и соответственно закон излучения Стефана - Больцмана для полной испускательной способности абсолютно чёрного тела:

где s=соnst=2p⁵k⁴/15h³с². Спектральная испускательная способность нечёрного тела e_v,T, поглощательная способность к-рого a_v,Т=а_l,_T зависит от v (или l), меньше спектральной испускательной способности абсолютно чёрного тела и, согласно Кирхгофа закону излучения, равна e_v,T=a_v,Тe_v,⁽⁰⁾_T Соответственно полная испускательная способность нечёрного тела

В случае серого тела, поглощательная способность a_T к-рого не зависит от частоты в определённых интервалах v и имеет постоянное значение, меньшее 1, e_T=a_Тe⁰_T. В квантовой теории удобно применять величины u_v,⁽⁰⁾_T, e_v,⁽⁰⁾_T, и В_v,⁽⁰⁾_T. При эксперим. исследованиях (в частности, в пирометрии оптической)обычно пользуются соответствующими величинами в шкале длин волн u _l,_T, e _l,_T, и В _l,_T.

Литература по равновесному излучению, излучению абсолютно черного тела

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

Равновесное излучение, излучение абсолютно черного тела

Литература по равновесному излучению, излучению абсолютно черного тела