Muvozanatli issiqlik nurlanishi energiyasining to‘lqin uzunliklar

Aim.uz

Vin qonuni.
Muvozanatli issiqlik nurlanishi energiyasining to‘lqin uzunliklar
bo‘yicha taqsimlanishini nemis fizigi V.Vin 1893-yilda nazariy jihatdan o‘rgandi. Vin o‘z izlanishlari natijalari asosida quyidagi xulosaga keldi: absolyut qora jism issiqlik nurlanishi energiyasining to‘lqin uzunliklar bo‘yicha taqsimlanishi zichligida maksimum bo‘lib, bu maksimum λ_max to‘lqin uzunligiga to‘g‘ri keladi va quyidagi munosabat orqali aniqlanadi.

max ×T = b

(1.9)

(1.9) formulada λ_max – absolyut qora jism nurlanishi energiyasining maksimumidagi to‘lqin uzunligidir. T – absolyut qora jismning absolyut temperaturasi, b – o‘zgarmas kattalik bo‘lib, Vin doimiyligi deyiladi, b ning tajribalar asosida aniqlangan qiymati b=2,9×10^–3 m×K. (1.9) formuladan ko‘rinadiki, qora jismning temperaturasi – T qancha yuqori bo‘lsa, λ_max shuncha kichikroq qiymatga ega bo‘ladi. Vin qonuni siljish qonuni ham deyiladi. (1.9) formula orqali ifodalangan qonun Vin qonuni bo‘lib, tajribalarda tasdiqlangan. Vin qonunini yana quyidagicha ta’riflash mumkin: absolyut qora jism nurlanish spektrida maksimal energiyaga to‘g‘ri keladigan to‘lqin uzunligi absolyut temperaturaga teskari proporsionaldir.
Vin qonuni asosida qizigan jismlarning (metallar, erituvchi pechlar, atom portlashidan hosil bo‘ladigan bulutlar va boshq.) spektriga karab ularning temperaturasini aniqlashning optik pirometriya usuli ishlab chiqilgan. Shu usuldan foydalanib birinchi marta Quyosh sirti temperaturasi o‘lchangan. Yer sirtiga keladigan Kuyosh nurlari energiyasining maksimumi to‘lqin uzunligi λ_max=0,47 mkm bo‘lgan ko‘zga ko‘rinadigan sohaga to‘g‘ri keladi. Vin qonuniga asosan Quyosh sirtining absolyut temperaturasi quyidagi formula asosida hisoblab topilgan:

T =	b	=	0,29	» 6160^o K
			0, 47 ×10^^4
	max

Vin formulasi.
1896-yilda nemis olimi Vin har bir tebranish modasi (kovak bo‘shlig‘idagi turg‘un to‘lqinlar) E(ν) – energiyani tashuvchidir degan g‘oyani taklif qildi. Lekin berilgan chastotada hamma modalar uyg‘otilmagan. Uyg‘otilgan modalarning nisbiy soni N/N Bolsman taqsimoti qonuni orqali aniqlanadi:

N	= eE / kT	(1.13)
N

Bundan esa chastotasi n bo‘lgan modaga to‘g‘ri keladigan o‘rtacha energiya quyidagicha ifodalanadi:

						= E( )DN / N = E( ) ×e^^E ^/ ^kT	(1.14)
					E

Vin umumiy termodinamik mulohazalardan shunday xulosaga keldiki, har bir moda energiyasi chastotaga proporsional bo‘ladi:

E( )  h

(1.15)

(1.15) formulada h – proporsionallik koeffisiyenti bo‘lib, hali u davrda Plank doimiysi ekanligi aniqlanmagan edi. U vaqtda (1.14) formulani hisobga olgan holda (1.1) formulani quyidagicha yozish mumkin bo‘ladi:

	=	8h ^3	e	h / kT	(1.16)
		c3


(1.16) formula Vin formulasi deyiladi. ρ_ν ning Vin formulasi asosida hisoblangan qiymatlari issiqlik nurlanishi spektrining yuqori chastotalar sohasida tajribadan olingan natijalar bilan mos keladi (1.4-rasmda tutash chiziq). Kichik chastotalar sohasida Vin formulasi asosida hisoblangan. ρ_ν ning qiymatlari tajribadan olingan qiymatlardan kichikroq qiymatlarni beradi.
Shunday qilib, Vin formulasi issiqlik nurlanishi spektrining yuqori chastotalar sohasida tajriba natijalari bilan mos keladigan to‘g‘ri natijalarni beradi. Reley-Jins formulasi esa spektrning kichik chastotalar sohasida tajriba natijalari bilan mos keladigan to‘g‘ri natijalarni beradi. Lekin har ikkala formula ham spektrning o‘rta qismini yoki to‘liq spektrni tushuntira olmadi. Bunday hol issiqlik
nurlanishi nazariyasini klassik fizika qonunlari asosida tushuntirib bo‘lmasligini ko‘rsatadi.