Если при изменении температуры абсолютно черного тела площадь под кривой r λ,T = f () увеличилась в 4
раза, то, как при этом изменилась длина волны, на которую
приходится максимум испускательной тела?

Anastasia20181 Anastasia20181    2   30.10.2020 10:53    179

Ответы
almaz2008 almaz2008  27.12.2023 19:51
Для решения данной задачи, нам необходимо знать, что абсолютно черное тело испускает электромагнитное излучение, которое зависит от его температуры и длины волны. По закону Вина, максимальная интенсивность излучения приходится на волну, для которой производная от плотности энергии по длине волны равна нулю.

Поскольку площадь под кривой зависит от температуры и длины волны, то если она увеличилась в 4 раза, мы можем записать следующее соотношение:

S_1 = 4 * S_0,

где S_1 - новая площадь, S_0 - исходная площадь.

Для решения данной задачи также определяем, что максимальная интенсивность излучения попадает на волну длиной λ_max. Используем закон Вина:

d/dλ (B_λ(T)) | λ_max = 0

d/dλ (B_λ(T)) - производная от плотности энергии по длине волны.

Теперь, если мы выразим площадь под кривой (S) через плотность энергии (B_λ) из выражения планка:

B_λ(T) = (2 * h * c^2) / (λ^5 * (exp((h * c) / (k * λ * T)) - 1)),

где h - постоянная Планка, c - скорость света, k - постоянная Больцмана и T - температура абсолютно черного тела,

то мы можем переписать уравнение площади под кривой:

S = ∫(B_λ * dλ)

Итак, мы можем записать уравнение для первоначальной площади под кривой:
S_0 = ∫(B_λ(T_0) * dλ).

А теперь, используя новую площадь под кривой S_1 = 4 * S_0 и меняя пределы интегрирования в соответствии с изменением длины волны, мы можем записать новое уравнение для площади под кривой:

S_1 = ∫(B_λ(T_1) * dλ),

где T_1 - новая температура абсолютно черного тела. Поскольку мы хотим узнать, как изменится максимум плотности энергии, мы можем сравнить два уравнения:

S_1 = 4 * S_0 = 4 * ∫(B_λ(T_0) * dλ)

Теперь мы можем выразить новую температуру T_1 через начальную температуру T_0:
∫(B_λ(T_1) * dλ) = 4 * ∫(B_λ(T_0) * dλ)

Теперь мы должны найти длину волны и максимум интенсивности B_λ(T_1), которые соответствуют новой температуре T_1. Для этого выполняем следующий шаг:

1. Используя закон Вина, находим λ_max для исходной температуры T_0:

d/dλ (B_λ(T_0)) | λ_max = 0.

2. Дифференцируем оба уравнения ∫(B_λ(T_1) * dλ) и 4 * ∫(B_λ(T_0) * dλ) по λ и приравниваем результаты к нулю:

d/dλ (∫(B_λ(T_1) * dλ)) = d/dλ (4 * ∫(B_λ(T_0) * dλ)).

3. Используя выражение для B_λ(T), решаем получившееся дифференциальное уравнение для λ и находим новую длину волны λ_max(T_1).

Итак, чтобы решить данную задачу, мы должны выполнить следующие шаги:
1. Выразить площадь под кривой через плотность энергии;
2. Сравнить две площади под кривой, учитывая изменение длины волны;
3. Выразить новую длину волны и максимум интенсивности, используя полученное дифференциальное уравнение.

Метод решения будет отличаться в зависимости от выражений, используемых для площади под кривой и плотности энергии, поэтому вычисления могут быть сложными и займут много времени. Я рекомендую обратиться к учебнику или к учителю, чтобы более подробно разобраться в данной теме и получить конкретные значения для решения этой задачи.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика