Тиндаль эффектісіне қандай физикалық құбылыс жауап береді? Жарықтың шашырауы. Рэйлей заңы. Тиндаль эффектісі. Молекулярлық шашырау. Нефелометрия. Тиндалл әсерін қолдану

Оптикалық қасиеттері бойынша коллоидты ерітінділер төмен молекулалы заттардың шынайы ерітінділерінен, сондай-ақ ірі дисперсті жүйелерден айтарлықтай ерекшеленеді. Коллоидты-дисперсті жүйелерге ең тән оптикалық қасиеттерге опалесценция, Фарадей-Тиндал эффектісі және түс жатады. Бұл құбылыстардың барлығы коллоидты бөлшектердің жарықтың шашырауы мен жұтылуына байланысты.

Көрінетін жарықтың толқын ұзындығына және дисперстік фаза бөлшектерінің салыстырмалы өлшемдеріне байланысты жарықтың шашырауы әртүрлі сипат алады. Бөлшектердің өлшемі жарықтың толқын ұзындығынан асып кетсе, онда геометриялық оптика заңдары бойынша олардан жарық шағылысады. Бұл жағдайда жарық сәулесінің бір бөлігі бөлшектердің ішіне еніп, сыну, ішкі шағылу және жұтылуы мүмкін.

Бөлшектердің өлшемі түскен жарықтың жарты толқын ұзындығынан кіші болса, жарықтың дифракциялық шашырауы байқалады; жарық жолда кездескен бөлшектерді айналып өтіп (конверттейтін) сияқты. Бұл жағдайда ішінара шашырау барлық бағытта ауытқыған толқындар түрінде өтеді. Жарықтың шашырауы нәтижесінде әрбір бөлшек жаңа, интенсивті емес толқындардың көзі болып табылады, яғни әрбір бөлшектің өзіндік люминесценциясы пайда болғандай. Жарықтың ұсақ бөлшектердің шашырауы құбылысы деп аталады опалесценция.Ол негізінен зольдерге (сұйық және қатты) тән, ол тек шағылысқан жарықта, яғни бүйірден немесе қараңғы фонда байқалады. Бұл құбылыс зольдің кейбір лайлануының пайда болуымен және оның түсінің өтетін жарықтағы түспен салыстырғанда өзгеруінде («толып кету») көрінеді. Шағылған жарықта бояу, әдетте, спектрдің көрінетін бөлігінің жоғары жиілігіне қарай жылжиды. Сонымен, көкшіл түсті опалесцентті ақ зольдер (күміс хлоридінің зольі, канифоль және т.б.).

Фарадей-Тиндал эффектісі.Жарықтың дифракциялық шашырауын М.В.Ломоносов алғаш байқаған. Кейінірек, 1857 жылы бұл құбылысты Фарадей алтын зольдерінде байқады. Сұйық және газ тәріздес орталар үшін дифракция (опалесценция) құбылысын барынша егжей-тегжейлі зерттеген Тиндалл (1868).

Бір стақанды натрий хлориді ерітіндісімен, ал екіншісін жұмыртқаның ақ гидрозолымен алсаңыз, коллоидты ерітіндінің қай жерде екенін және шынайы ерітіндінің қай жерде екенін анықтау қиын, өйткені екі сұйықтық түссіз және мөлдір болып көрінеді (6.5-сурет). . Дегенмен, бұл шешімдерді келесі тәжірибені орындау арқылы оңай ажыратуға болады. Жарық көзіне (үстел шамына) тесігі бар мөлдір емес қорапты кигізейік, оның алдына тар және жарық сәулесін алу үшін линзаны қоямыз. Егер екі стакан да жарық сәулесінің жолына қойылса, онда зольі бар шыныдан жарық жолын (конус) көреміз, ал сәуле натрий хлориді бар шыныда дерлік көрінбейді. Бұл құбылысты алғаш рет байқаған ғалымдардың атымен сұйықтықтағы жарық конусы Фарадей-Тиндал конусы (немесе эффектісі) деп аталды. Бұл әсер барлық коллоидтық ерітінділерге тән.

Фарадей-Тиндал конусының пайда болуы көлемі 0,1-0,001 мкм болатын коллоидты бөлшектермен жарықтың шашырау құбылысымен түсіндіріледі.

Спектрдің көрінетін бөлігінің толқын ұзындығы 0,76-0,38 мкм, сондықтан әрбір коллоидтық бөлшек оған түсетін жарықты шашыратады. Ол Фарадей-Тиндал конусында көру сызығы золь арқылы өтетін сәулеге бұрышқа бағытталған кезде көрінеді.Сонымен, Фарадей-Тиндал эффектісі опалесценцияға ұқсас құбылыс және соңғысынан тек коллоидтық күй түрінде, яғни жүйенің микрогетерогенділігімен ерекшеленеді.

Коллоидты дисперсті жүйелермен жарықтың шашырауы теориясын 1871 жылы Рэйли әзірледі.Опалесценция кезінде және Фарадей-Тиндал конусында шашыраған жарықтың (I) интенсивтілігінің (энергия мөлшерінің) сыртқы және ішкі факторларға тәуелділігін белгілейді. Математикалық тұрғыдан бұл тәуелділік Рэйлей формуласы деп аталатын формула түрінде өрнектеледі:

6.1

мұндағы I – түскен жарық сәулесіне перпендикуляр бағытта шашыраған жарық қарқындылығы; К – дисперстік ортаның және дисперстік фазаның сыну көрсеткіштеріне байланысты тұрақты шама; n – золь көлемінің бірлігіне келетін бөлшектердің саны; λ – түскен жарықтың толқын ұзындығы; V - әрбір бөлшектің көлемі.

(6.1) формуладан жарықтың шашырауы (I) бөлшектердің концентрациясына, бөлшек көлемінің квадратына (немесе сфералық бөлшектер үшін - олардың радиусының алтыншы дәрежесіне) пропорционал және төртіншіге кері пропорционал екендігі шығады. түскен жарықтың толқын ұзындығының күші. Осылайша, қысқа толқындардың шашырауы салыстырмалы түрде қарқынды жүреді. Сондықтан түссіз зольдер өткен жарықта қызыл, ал диффузиялық жарықта көк болып көрінеді.

Коллоидты ерітінділерді бояу.Жарықтың таңдамалы жұтылуының (жұтылуының) дифракциямен үйлесуі нәтижесінде коллоидты ерітіндінің сол немесе басқа түсі түзіледі. Тәжірибе көрсеткендей, коллоидтық (әсіресе металдық) ерітінділердің көпшілігі ақ түстен толық қараға дейін, түс спектрінің барлық реңктері бар әртүрлі түстерде ашық түсті болады. Сонымен, As 2 S 3 зол ашық сары, Sb 2 S 3 - қызғылт сары, Fe (OH) 3 - қызыл қоңыр, алтын - ашық қызыл, т.б.

Бір зольдің өтетін немесе шағылысқан жарықта қаралуына байланысты басқа түсі болады. Бір заттың сольдері дайындалу тәсіліне қарай басқа түске ие болуы мүмкін – полихромия құбылысы (көп түсті). Бұл жағдайда зольдердің түсі бөлшектердің дисперсия дәрежесіне байланысты. Осылайша, ірі дисперсті алтын зольдері көк түске ие, дисперсияның жоғары дәрежесі - күлгін, ал жоғары дисперсті - ашық қызыл. Бір қызығы, металдың дисперссіз күйдегі түсі оның коллоидтық күйдегі түсіне ешқандай қатысы жоқ.

Зольдердің түс қарқындылығы молекулалық ерітінділерге қарағанда ондаған (тіпті жүздеген) есе көп екенін атап өткен жөн. Сонымен, қалыңдығы 1 см қабаттағы As 2 S 3 золының сары түсі 10 -3 г/л массалық концентрацияда анық көрінеді, ал алтын зольдің қызыл түсі 10 - концентрациясында да айқын көрінеді. 5 г/л.

Көптеген асыл және жартылай асыл тастардың (рубиндер, изумрудтар, топаздар, сапфирлер) әдемі және ашық түсі олардың құрамында ауыр металдар мен олардың оксидтерінің болымсыз (ең жақсы аналитикалық таразыда да анықталмайтын) қоспаларының болуымен түсіндіріледі. коллоидтық күй. Сонымен, автомобиль, велосипед және басқа шамдар үшін қолданылатын жарқын рубин шыныны жасанды түрде алу үшін 1000 кг шыны массасына 0,1 кг коллоидтық алтын қосу жеткілікті.

Бір стакан натрий хлориді ерітіндісі, ал екіншісінде жұмыртқаның ақ гидрозолы бар, коллоидты ерітіндінің қай жерде екенін және қай жерде шынайы екенін анықтау қиын, өйткені екі сұйықтық түссіз және мөлдір болып көрінеді (85-сурет). Дегенмен, бұл шешімдерді келесі тәжірибені орындау арқылы оңай ажыратуға болады. Алдында тесігі бар мөлдір емес қорапты (үстел шамын) кигізейік, оның тар және жарық сәулесін алу үшін линзаны қоямыз. Егер екі стакан да жарық сәулесінің жолына қойылса, онда зольі бар шыныдан жарық жолын (конус) көреміз, ал сәуле натрий хлориді бар шыныда дерлік көрінбейді. Бұл құбылысты алғаш рет байқаған ғалымдардың атымен сұйықтықтағы жарық конусы Фарадей-Тиндал конусы (немесе эффектісі) деп аталды. Бұл әсер барлық коллоидтық ерітінділерге тән.

Сонымен, Фарадей-Тиндал эффектісі опалесценцияға ұқсас құбылыс және соңғысынан тек коллоидтық күй түрінде, яғни жүйенің микрогетерогенділігімен ерекшеленеді.

HMS ерітінділерінде Фарадей-Тиндал эффектісі онша анық байқалмайды, өйткені еріген заттың еріген бөлшектерінің сыну көрсеткіші n Po еріткіштің сыну көрсеткішінен ерекшеленбейді, сондықтан n - o-O айырмашылығы, ал HMS ерітінділерімен жарықтың шашырау қарқындылығы шамалы (VII, 91 тарауды қараңыз). Дәл сол себепті ультрамикроскопта макромолекулаларды анықтау мүмкін емес.

ОПАЛЕЦЕНЦИЯ ЖӘНЕ ФАРАДЕЙ-ТИНДАЛЬ ӘСЕРІ

Жарық шоғын таза судан және басқа да таза сұйықтықтардан және таза (яғни, су мен шаңның тамшылары мен кристалдары жоқ) ауадан және төмен молекулалық салмағы бар ерітінділерден өткенде Фарадей-Тиндал эффектісі болатыны анықталды. байқалмайды, өйткені оларда және опалесценция байқалмайды. Мұндай тасымалдаушылар оптикалық бос деп аталады. Демек, Фарадей-Тиндал эффектісі коллоидтық күйді, яғни жүйенің микрогетерогенділігін анықтаудың маңызды құралы болды.

Ең кішкентай бөлшектермен жарықтың шашырау құбылысы жатыр

Тиндаль эффектісі Тиндаль эффектісі (Тиндалл шашырауы) Оптикалық біртекті емес орта арқылы жарық сәулесі өткенде жарықтың шашырауы. Ол әдетте қараңғы фонда көрінетін жарқыраған конус (Тиндал конусы) түрінде байқалады. Әдеттегі... Түсіндірме Ағылшынша-орысша сөздікнанотехнология бойынша. - М.

Тиндаль эффектісі- Tindalio reiškinys statusas T sritis fizika atitikmenys: ағылшын. Фарадей Тиндалл әсері; Tyndall эффект вок. Фарадей Тиндалл эффектісі, м; Tyndall Effect, m rus. Тиндаль эффектісі, м; Фарадей Тиндалл феномені, n pranc. эффет Фарадей Тиндалл, м; effet… … Физикос терминų žodynas

Тиндаль эффектісі- Тиндалл конусын қараңыз ... Химиялық терминдер

ТИНДАЛЬ ҚҰБЫЛЫСЫ- ТИНДАЛДЫҚ ҚҰБЫЛЫС, құбылыс немесе эффект, кейбір мөлдір денелер арқылы өтетін және жарық сәулелерінің бағытына перпендикуляр бағытта қаралатын жарық сәулесінің сәйкес мөлдір денеде қандай да бір аймақ түрінде көрінуінен тұрады.. ... ... Үлкен медициналық энциклопедия

Жарықтың Рамандық шашырауы (Раман эффектісі) – оптикалық сәулеленудің заттың (қатты, сұйық немесе газ тәрізді) молекулаларына оның жиілігінің айтарлықтай өзгеруімен бірге жүретін серпімді емес шашырауы. Рэйлейдің шашырауынан айырмашылығы, ... ... Wikipedia жағдайында

Өлшемдері h » 0,1л лайлы ортада толқын ұзындығы K жарықтың шашырауы кезінде күңгірт фондағы жарқыраған конустың (Тиндал конусы) пайда болуы. Ағылшындардың атымен аталған әсерді ашқан физик Дж.Тиндалл; коллоидтық ...... сипаттамасы Физикалық энциклопедия

Біртекті емес шашырау өлшемдері бар лайлы ортадағы жарықтың шашырауы? Жарықтың 0,1 0,2 толқын ұзындығы. Бүйірден қараған кезде шашыраңқы жарық шоғы қараңғы фонда көкшіл конус тәрізді болады (Тиндал конусы). Дж.Тиндалл (1868) зерттеген. Үстінде… … Үлкен энциклопедиялық сөздік

Тиндальдық шашырау, Оптикалық біртекті емес орта арқылы жарық сәулесінің өтуі кезіндегі жарықтың шашырауы. Ол әдетте қараңғы фонда көрінетін жарқыраған конус (Тиндал конусы) түрінде байқалады. Коллоидтық жүйелердің ерітінділеріне тән (Қараңыз ... ... Ұлы Совет энциклопедиясы

Біртекті емес шашырау өлшемдері бар лайлы ортадағы жарықтың шашырауы Тиндаль эффектісі 0,1 0,2 толқын ұзындығы жарық. Бүйірден қараған кезде шашыраңқы жарық шоғы қараңғы фонда көкшіл конус тәрізді болады (Тиндал конусы). Дж.Тиндалл зерттеген ... ... энциклопедиялық сөздік

0,1 0,2 толқын ұзындығы жарықтың біртекті емес шашырау өлшемдері бар бұлыңғыр ортада жарықтың шашырауы. Бүйірден қараған кезде шашыраңқы жарық шоғы қараңғы фонда көкшіл конус тәрізді болады (Тиндал конусы). Дж.Тиндалл (1868) зерттеген. T. e... Жаратылыстану. энциклопедиялық сөздік

Сабақтың мақсаттары:

Тәрбиелік:оқушыларды коллоидтық ерітінділердің оптикалық қасиеттерімен таныстыру.

Әзірлеуші:оқушылардың коллоидтық ерітінділердің оптикалық қасиеттері туралы түсініктерін кеңейту. оларды дамыту танымдық белсенділікжәне көрнекі ақпаратта негізгі нәрсені ерекшелеу мүмкіндігі.

Тәрбиелеу:зейінділікке, байқағыштыққа, эстетикалық сезімдерге, техникамен жұмыс істей білуге ​​тәрбиелеуді жалғастыру.

Көрнекі құралдар: компьютер, экран, проектор.

Технология: ТШО (компьютерлік технология) арқылы дәріс.

Сабақтың кезеңдері: I Ұйымдастыру бөлімі

Коллоидты ерітінділердегі жарықтың шашырауы. Тиндалл-Фарадей эффектісі

Коллоидты ерітінділердің оптикалық қасиеттері коллоидты ерітінділердегі жарықтың шашырауымен, коллоидты ерітінділердің түсімен, коллоидтардың жарықты жұтуымен, жарықтың бөлшек бетінің шағылысуымен, сонымен қатар ультрамикроскопиялық, электронды микроскопиялық және рентгендік қасиеттерімен анықталады. Көбінесе коллоидтық жүйелер түсті болады. Түс дисперсия дәрежесіне, бөлшектердің химиялық табиғатына және олардың пішініне байланысты өзгереді, өйткені бұл факторлар жарықтың шашырауы мен адсорбциясына әсер етеді. Металдардың ерітінділері бар жоғары дәрежедисперсия, әдетте қызыл немесе қою сары түсті болады, ал дисперсия дәрежесі төмен металдар күлгін немесе бозғылт көк болады. Мысалы, нәзіктік дәрежесі жоғары болса, алтын зольдері қызыл түске, ал төмен дәрежеде күлгін және бозғылт көкке ие болады. Металл зольдерінің түсі жұтылатын жарық толқынының ұзындығына да байланысты. Прожектордың сәулесі, тұман, түтін түссіз. Аспанның көгілдір түсі ауа қабаттарында күн сәулесінің жеңіл шашырауына байланысты.

Бөлшектердің өлшемі жарықтың толқын ұзындығынан үлкен болса, онда геометриялық оптика заңы бойынша жарық бөлшектің бетінен шағылысады. Бірақ бөлшектер жарықтың толқын ұзындығынан кіші болса, онда байқалатын оптикалық құбылыстардың ішінде жарықтың шашырауы орын алады. Демек, жарық коллоидты дисперсті және ірі дисперсті жүйелер арқылы өткенде, жарық дисперстік фазаның бөлшектерімен шашыраңқы болады. Егер сіз дисперсті жүйеге жарық сәулесінің шоғын бағыттасаңыз, оның жолы жарқыраған конус түрінде бүйірден қараған кезде көрінеді. Бұл құбылысты алдымен Фарадей, сосын Тиндалл толығырақ зерттеді. Сондықтан бұл құбылыс Тиндаль-Фарадей эффектісі деп аталады.

Тиндаль-Фарадей эффектісін байқау үшін дисперсті жүйені (С) тетраэдрлік шыны ыдысқа (кюветка) құйып, кюветаның алдына күңгірт перде қойып, проекциялық шаммен (А) жарықтандырады (8-сурет). Бұл тәжірибеде жарықты конус пайда болады, оның себебі коллоидты бөлшектермен жарықтың шашырауы болып табылады және нәтижесінде әрбір бөлшек жарық беретін нүкте болып көрінеді. Жарықтың ұсақ бөлшектермен шашырау процесі опалесценция деп аталады. Шынында сулы ерітінділер, таза сұйықтықтар қоспасында жарық елеусіз мөлшерде шашырайды, сондықтан Тиндаль-Фарадей эффектісі байқалмайды. Оны тек арнайы құрылғыда ғана көруге болады. Кейде сырттай шынайы ерітіндіні коллоидтыдан айыру мүмкін емес және берілген ерітінді коллоидты немесе шынайы ерітінді екенін анықтау үшін Тиндаль-Фарадей эффектісі қолданылады. Тиндаль-Фарадей эффектінің интенсивтілігі зольдің дисперсия дәрежесінің жоғарылауымен жоғарылайды, ал дисперсияның белгілі дәрежесіне жеткенде ол максимумға жетеді, содан кейін төмендейді. Дөрекі дисперсті жүйелерде (бөлшек өлшемі жарықтың толқын ұзындығынан үлкен болуына байланысты) жарық бөлшектің бетінен белгілі бір бұрышпен шағылады, нәтижесінде жарықтың шағылыуы байқалады.

Дөрекі дисперсті жүйелер бірдей шағылысады жарық толқындарыәртүрлі ұзындықтар. Жүйе құлап қалса Ақ жарық, сонда шағылған жарық ақ болады.

Жарық толқындарының коллоидтық бөлшектердің шашырау процесі жарық толқынының ұзындығына байланысты. Рэйлей заңы бойынша коллоидтық жүйеде дифракцияға байланысты жарықтың шашырау қарқындылығы бөлшектер санына, бөлшек көлемінің квадратына пропорционал, ал түскен жарық толқын ұзындығының төртінші дәрежесіне кері пропорционал. .

Мұнда J0? шашыраңқы жарық қарқындылығы, Дж? түскен жарық қарқындылығы, v-сандық концентрация, В? бөлшектердің көлемі, n1- дисперсті фазаның сыну көрсеткіші, n2? дисперсиялық ортаның сыну көрсеткіші, кТүскен жарықтың интенсивтілігіне және дисперстік фаза мен дисперстік ортаның сыну көрсеткіштерінің айырмашылығына байланысты тұрақты шама; л- жарық толқынының ұзындығы, нм.

Мағынасы n1бұл теңдеуде заттың табиғатына байланысты. Егер n1Және n2бір-біріне тең болса, онда мұндай жүйелерде Тиндаль-Фарадей эффектісі байқалмайды. Дисперстік фаза мен дисперсиялық ортаның сыну көрсеткіштерінің айырмашылығы неғұрлым көп болса, Тиндаль-Фарадей эффектісі соғұрлым анық байқалады.

Рэйлей теңдеуі бөлшектердің өлшемі жарықтың 0,1 толқын ұзындығынан аспайтын коллоидты ерітінділер үшін ғана қолданылады. Теңдеуден жарықтың шашырау қарқындылығы толқын ұзындығының төртінші дәрежесіне кері пропорционал екенін және сондықтан шашырау процесінде қысқа толқындар пайда болатынын көруге болады. Сондықтан коллоидты ерітіндіні полихроматикалық (ақ) жарықпен бүйірден жарықтандырғанда, коллоидты ерітінділер көкшіл түске ие болады.

Жарықтың шашырауы. Классикалық тұрғыдан алғанда, жарықтың шашырауы сол

Зат арқылы өтетін электромагниттік толқындар атомдардағы электрондардың тербелістерін тудырады. Түсініктеме: бөлшектердің өлшемі кішкентай болса, онда электрондар

атомдардағы еріксіз тербеліс тербелмелі дипольге эквивалентті. Бұл диполь оған түсетін жарық толқынының жиілігімен тербеледі. Демек, спектрдің қысқа толқынды бөлігі ұзын толқынды бөлігіне қарағанда әлдеқайда қарқынды түрде шашыраған. Көк жарық қызылға қарағанда шамамен 5 есе қарқынды таралады. Демек, шашыраңқы жарық көк, ал өткен жарық қызыл түске боялады. Өте жоғары биіктікте (жүздеген километр) атмосфералық молекулалардың концентрациясы өте төмен, шашырау іс жүзінде жоғалады, аспан қара болып көрінуі керек, ал жұлдыздар Күннің қатысуымен көрінеді. Сағат ғарыштық ұшуларБұл болжамдардың барлығы толығымен расталды.

Рэйлей-Джинс заңы - қара дененің тепе-теңдік сәуле шығару тығыздығы мен қара дененің сәуле шығару қабілеті үшін сәулелену заңы.

Тиндаль эффектісі, Тиндалл шашырауы (ағыл. Tyndall эффектісі) – оптикалық әсер, жарық сәулесі оптикалық біртекті емес орта арқылы өткен кездегі жарықтың шашырауы. Ол әдетте қараңғы фонда көрінетін жарқыраған конус (Тиндал конусы) түрінде байқалады.

Бөлшектері мен олардың ортасы сыну көрсеткіші бойынша ерекшеленетін коллоидты жүйелердің ерітінділеріне (мысалы, зольдер, металдар, сұйылтылған латекстер, темекі түтіні) тән.

Нефелометрия – берілген заттың ілінген бөлшектерімен шашыраған жарық ағынының интенсивтілігі бойынша затты зерттеу және талдау әдісі.

Әдістің мәні

Шашыраған жарық ағынының қарқындылығы көптеген факторларға, атап айтқанда, талданатын үлгідегі бөлшектердің концентрациясына байланысты. Үлкен мәннефелометрияда ол жарықты тарататын бөлшектердің көлеміне ие. Нефелометрияда қолданылатын реакцияларға қойылатын маңызды талап реакция өнімі іс жүзінде ерімейтін және суспензия (суспензия) болуы керек. Қатты бөлшектерді суспензияда ұстау үшін бөлшектердің коагуляциясын болдырмау үшін әртүрлі тұрақтандырғыштар (мысалы, желатин) қолданылады.

50. Денелердің жылулық сәулеленуі. Қара дененің сәулелену заңдары (Стефан-Больцман, Виен).

Табиғаттың барлық денелері арасында энергия алмасудың шексіз процесі жүреді. Денелер үздіксіз энергия шығарады және сіңіреді. Егер атомдардың қозуы олардың жылулық қозғалыс процесінде бір дененің басқа атомдарымен соқтығысуы нәтижесінде пайда болса, онда пайда болатын электромагниттік сәулелену жылулық деп аталады.

Жылулық сәулелену кез келген температурада пайда болады. Бұл жағдайда температураға қарамастан, дене барлық толқын ұзындығын ерекшеліксіз шығарады, яғни. диапазон термиялық сәулеленуүздіксіз және нөлден шексіздікке дейін созылады. Дегенмен, температура неғұрлым жоғары болса, соғұрлым қысқа толқынды сәулелену радиациялық спектрдегі негізгі болып табылады. Дененің электромагниттік толқындарды шығару процесі олардың жұтылуымен бір мезгілде және тәуелсіз жүреді.

Толқын ұзындығының барлық диапазонында энергияны толығымен сіңіретін дене, яғни. ол үшін α = 1 абсолютті қара (қара) деп аталады.

СТЕФАН-БОЛЦМАН ЗАҢЫ. Виеннің орын ауыстыру заңы

Стефан мен Больцман энергияның толқын ұзындығы бойынша таралуын есепке алмайтын қара дененің энергетикалық жарқырауының интегралды өрнекін алды:

R \u003d σT 4, σ - Стефан-Больцман тұрақтысы (σ \u003d 5,6696 10 -8 Вт / (м 2 К 4)).

Сұр денелер үшін Кирхгоф заңы r λ = α λ ε λ жазуға мүмкіндік береді, онда сұр денелердің энергетикалық жарықтығы үшін бізде: .

Қисықтарды талдай отырып, Вин энергия жарқырауының максималды спектрлік тығыздығын құрайтын толқын ұзындығы мына қатынаспен анықталатынын анықтады: .

Бұл Виен заңы, мұндағы b = 0,28978·10 -2 м·К Виен тұрақтысы.

Қатынасқа сүйене отырып, берілген температурада ε λ ең үлкен мәнге ие болатын толқын ұзындығының мәнін анықтайық. Экстремалды табу ережелеріне сәйкес, бұл . Есептеулер бұл λ = b/T болғанда орын алатынын көрсетеді.

Температураның жоғарылауымен толық қара дененің максималды сәуле шығару қабілетін құрайтын толқын ұзындығының қысқа толқынды аймаққа ауысатынын қатынастан көруге болады. Осы себепті, қатынасы белгілі ғылыми әдебиеттерВиеннің орын ауыстыру заңы ретінде де. Бұл заң сұр денелер үшін де жарамды.

Стефан-Больцман және Вен заңдары дененің сәулеленуін өлшеу негізінде олардың температураларын анықтауға мүмкіндік береді. Физиканың бұл саласы оптикалық пирометрия деп аталады.