Задания для самостоятельной работы. 1. В эпицентре ядерного взрыва температура достигает К

1. В эпицентре ядерного взрыва температура достигает К. Определите энергетическую светимость и длину волны в максимуме, которой соответствует спектр излучения.

Ответ: 5,67 2,9 нм (рентгеновское излучение).

2. При какой температуре энергетическая светимость серого тела с коэффициентом поглощения α=0,5 равна R=500 Вт/ ?

Ответ: 91,4 .

3. Определите энергетическую светимость тела человека при температуре 37 , принимая его за серое тело с коэффициентом поглощения α=0,9.

Ответ: 471,3 Вт/ .

4. Найдите связь между относительным изменением температуры излучающего серого тела (dT/T) и соответствующим относительным изменением его энергетической светимости (dR/R). Считайте dT<<T.

5. Температура абсолютно черного тела Т=1000 К. На сколько процентов изменится его энергетическая светимость при повышении температуры на 1 К?

Ответ: на 0,4%.

6. При изменении температуры серого тела максимум спектральной плотности энергетической светимости сместился с на . Во сколько раз изменилась энергетическая светимость тела?

Ответ: увеличилась в 81 раз.

7. Насколько сместится максимум спектральной плотности энергетической светимости при изменении температуры поверхности тела человека с ? Тело человека считайте серым.

Ответ: на 31,5 нм.

Контрольные вопросы по разделу.

1. Каковы основные характеристики теплового излучения тел? Укажите связь между ними и единицы их измерения.

2. Что такое монохроматический коэффициент поглощения и как его значение определяет классификацию тел как тепловых источников?

3. Сформулируйте законы теплового излучения (Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина), приведите их математическое выражение и укажите область применимости.

4. Приведите формулу М. Планка для теплового излучения. Что она определяет? Каков график этой функции? Каков смысл постоянной Планка?

5. Каким образом из формулы Планка можно получить законы Вина и Стефана-Больцмана и вычислить постоянную Планка?

6. Как измерить температуру удаленных тел? Чем различаются цветовая и яркостная температуры тела? Каков принцип их измерения? Как определить температуру поверхности Солнца?

7. Что представляет собой Солнце как тепловой источник? Каков спектр солнечного излучения и каково влияние атмосферы на этот спектр? Что такое солнечная постоянная?

8. Охарактеризуйте тепловое излучение тела человека, его спектр, положение максимума излучения.

9. Каковы основные механизмы теплопередачи? Как рассчитать тепловые потери организма за счет излучения?

10. Как связано относительное изменение температуры поверхности серого тела и относительное изменение его энергетической светимости?

11. Каковы принципы тепловидения и термографии в медицине? Каковы достоинства термографии как диагностического метода?

Волновые свойства частиц. Основные представления квантовой механики. Основные понятия и формулы.

1. Длина волны движущейся частицы: λ=h/mʋ,

где h – постоянная Планка, m и ʋ - масса и скорость частицы.

2. Длина волны потока электронов, ускоренных напряжением U: λ=h/

3.Оценочные значения для увеличения и предела разрешения электронного микроскопа: Г= , Z=0,1 нм

4. Соотношение неопределенностей для энергии и времени:

5. Дискретность энергетических состояний квантовой системы характерно наличие стационарных состояний, в которых она не испускает квантов электромагнитного излучения. Никакие иные состояния невозможны. Энергии стационарных состояний образуют дискретный ряд значений которые называют энергетическими уровнями.

6. Излучательный переход - переход с верхнего энергетического уровня (к) на нижний (i), сопровождающийся испусканием электромагнитного кванта:

h

7. Безызлучательный переход - переход с верхнего энергетического уровня (к) на нижний (i), который не сопровождается испусканием электромагнитного кванта. Энергия, выделяющаяся при таком переходе, передается соседним частицам.

8. Вынужденный излучательный переход - переход частицы с энергетического уровня на нижний уровень при попадании в нее кванта с частотой h . При этом начальный квант сохраняется, а испущенный квант ему тождествен.

Поглощение света веществом. Основные понятия и формулы.

1.Поглощение света - это уменьшение его интенсивности при прохождении через вещество вследствие превращения световой энергии в другие виды энергии.

2.Закон поглощения света (закон Бугера) - интенсивность света при поглощении в веществе убывает экспоненциально в зависимости от пройденного пути: ,

где – натуральный показатель поглощения.

3.Логарифмический вид закона Бугера

4.Закон Бера - ,

где – натуральный молярный показатель поглощения, зависящий от вида растворенного вещества, длины волны света и не зависящий от концентрации раствора С.

5.Закон Бугера – Ламберта – Бера для поглащения света растворами

,

где – натуральный молярный показатель поглощения, С – концентрация раствора, l – путь света в веществе.

6.Закон Бугера – Ламберат – Бера в десятичном виде: ,

где ε – молярный показатель поглощения (ε=x/2,3)

7.Логарифмический вид закона Бугера – Ламберта – Бера:

8.Формула для расчета концентрации раствора известного вещества:

9.Оптическая плотность слоя жидкости - десятичный логарифм отношения интенсивности света, падающего на слой раствора, к интенсивности выходящего света: D=lg( )

10.Связь оптической плотности с толщиной слоя и характеристиками раствора: D=εCl