Sferan-boltsman qonuni va vin siljish qonuni

Sferan-boltsman qonuni va vin siljish qonuni

Issiqlik nurlanishlarida modda zarrachalarining issiqlik harakati energiyasi yorug’lik energiyasiga,yorug’lik bilan bog’liq hodisalarda esa nurlanish energiyasi issiqlik enerrgiyasi aytiladi.Moddalarning nur chiqarish va nur yutish qobiliyatlari orasida bog’liqlik mavjud bo’lib,ularni termodinamik qonunlar asosida aniqlash mumkinFaraz qilaylik,termodinamik qonunlar asosida aniqlash mumkin.Faraz qilaylik,termodinsmik munosabatda bo’lgan ikki jism vakumda yopiq sistemada joylashgan o’zaro parallel tekislikdan iborat bo’lib,ulardan biriabsolyut qora jism bo’lsin.

Bu ikki jism nurlanishi tufaylli ma’lum vaqtdan so’ng termodinamik muvozanat o’rnatiladi( ).Birinchi jismning yuza birligidan vaqt birligi ichhida energiya nurlasa,xuddi shu vaqt ichida bu yuzaga absolyut qqora jism nurlanishining ga teng energiyasi tushadi.BU energiyaning qismi yutiladi,

Qismi esa qaytadi.Termodinamik muvozanat uchun energiyaning balans tenglamasi,

Absolyut qora jismning yuza birligidan energiya nurlansa,birinchi jism nurlanishi tufayli chiqargan va qaytargan energiyani to’la yutadi.

Energiyaning balansi uchun,

Har ikki tenglamadan quyidagi munosabat kelib chiqadi,

(6.10) ni Krixgof muvozanatli nurlanish shartlariga termodinamikaning ikkinchi qonunini qo’llagan holda keltirib chiqargan va u Krixgof qonuni deb yuritiladi,
Jismlarning birday temperature va spektral tarkibi uchun nur chiqarishnqobiliyatlarini nur yutish qobiliyatiga nisbati ularning tabiatiga bog’liq bo’lmay,barcha moddalar uchun to’lqin uzunligi va absolyut temperature universal funksiyalar va son jihatdan absolyut qora jismning nur chiqarish qobiliyatiga tengdir.
Krixgof qonuniga asosan,birday temperaturada absolyut qora jism nurlanish intensivligi boshqa jismlarning nurlanish intensivligiga nisbatan kuchliroq qora jismlar uchun nur yutish qobiliyati birga teng a=1.Bunga ichonch hosil qilish uchun oq chinni tarelkaga qora belgi chizamiz.

Qorong’u xonada hech narsa ko’rinmaydi,agar xona yoritilsa,oq fonda qora dog’ aniq ko’rinadi.(nur yutish qobiliyati kata bo’lgan jismlarning nur chiqarish qobiliyati ham kata bo’ladi).

Absolyut qora jism nurlanish spektrida energiyaning taqsimlanishini o’lchab uning qonunlarini tajribada o’rganish mumkin.
Buning uchun quyidagi qurilmadan foydalanamiz.(6.6-rasm)

Yuqori temperaturagacha qizdirilgan pechka ichiga joylashtirilgan A absolyut qora jism nurlaishi linza, kollimatator orqali C spektrometrga yo’naltiriladi, kameraning tirqishiga o’rnatilgan E ballorometr yordamoida har xil to’lqin uzunligiga tegishli nurlanish energiyasi o’lchanib,spektrni energetic jihatdan analiz qilish mumkin(6.7-rasm).

Tajribalar ko’rsatishicha,
1)absolyut qora jism nur chiqarish qobiliyati to’lqin uzunlkning uzluksiz monoton funksiyasi bo’lib,spektrning barcha sohasida faqat bitta maksimummga ega:
2)nurlanishning maksimum qiymati temperaturaga bo’liq bo’lib,temperature ko’tarilgan ari nurlanish maksimumi to’lqin uzunligining qisqa sihasi tomonga siljiydi.
Absolyut qora jism qonunlarining barcha xususiyatlarini nazariy tushuntira oladigan,universial funksiya uning oshkor ko’rinishini ifodalash tarixiy axammiyatga ega bo’lib u uzoq yillar hech kimga nasib etmadi.Shunga qaramay,Avstriyalik Y.Stefan (1897-y)tajriba natijalariga tayanib,keyinchalik L.Boltsman (1894-y) sof termodinamik mulohazalarga asoslanib,absolyut qora jism nurlanishi masalasini bir tomonlama hal qilishga muvofiq bo’ldilar.
Absolyut qora jism nurlanishining energetic yorqinligi absolyut temperaturaning to’rtinchi darjasiga to’g’ri proporsaionaldir.Bu xulosa Sferan-Boltsman qonuni deb yuritiladi.

ga teng bo’lib,Stefan-Boltsman doimiysi deb yuritiladi.

Bu qonun-absolyut qora jism nurlanishi faqat temperaturag bog’liqligini ifodalab beradi.Nemis olimi V.Vin (1983-y) termodinamika qonunlari asosida absolyut qora jism nurlanishining spektirining maksimum qiymatini to’lqin uzunligining qisqa sohasiga siljishi quyidagicha aniqlanadi degan xulosaga keladi.

(6.12)Vinning siiljish qonuni deb yuritiladi va u Absolyut qora jism nurlanishining maksimumi temperatura ortishi bilan spektrning qisqa to’lqinlar sohasiga siljiydi deb ta’riflanadi.

b-Vin doimiysi bo’lib,son qiymati m rad. Ga teng,absolyut qora jism nurlanishining yanabir qonuni Reley va Jins (1985-y)tomonidan aniqlanadi.Ular energiyaning erkinlik darajasi bo’yicha taqsimlannshiturg;un elektomagnit to’lqinlarga tadbiq etib,absolyut qora jism nurlanishining yorqinligi uchun quidagi ifodani yozadilar:

Reley-Jins fo’rmulasi to’llqiin uzunligining uzun sohalari uchun absolyut qora jism nurlanishiga juda mos tushadi,lekin to’lqin uzunligining qisqa soxalarida tajriba natijalaridan ancha chetlashadi(6.8-rasm).

(3.13) dagi to’lqin uzunligi kamayishi bilan cheksiz orta boradi.Vaholangki,absolyut qora jismning nur chiqarish qobiliyati to’lqin uzunligining qisqa sohalarida ham chekli qiymaatga ega. Bu barcha nomuvofiqlik fanda obrazli qilib “ultrabinafshaviy halokat” deb yuritiladi.Ultrabinafshaviy halokat yorug;lik tabiatiga oid hodisalarga elektrodinamika qonunlarini,ayniqsa,qisqa to’lqinlar sohasiga tadbiq etib bo’lmasligini ko’rsatadi va yorug’lik tabiatida hali biz hisobga olmagan ba’zi xususiyatlar mavjudligidan darak beradi.
Nemis olimi M. Plank (1900-yklassik elektrodinamika qonunlarida hukm surib kelgan,har qanday nurlanish energiyasi alohida kvantlar tarzida tarqaladi va shu bilan birga