ATM-002 · Квантовая природа излучения Демо-материал

Тепловое излучение. Гипотеза и формула Планка

Законы теплового излучения (Кирхгофа, Стефана–Больцмана, Вина), «ультрафиолетовая катастрофа» классической формулы Рэлея–Джинса, квантовая гипотеза и формула Планка, оптическая пирометрия.

Примерное время: 3 ч 5 заданий

Учебная цель

Познакомиться с величинами, описывающими тепловое излучение (энергетическая светимость, спектральная плотность, поглощательная способность).
Понять и применять законы Кирхгофа, Стефана–Больцмана и Вина.
Осознать кризис классической физики в объяснении излучения чёрного тела и суть гипотезы Планка.
Научиться определять температуру тела методами оптической пирометрии.

Ожидаемые результаты

Может объяснить понятие абсолютно чёрного тела и закон Кирхгофа.
Рассчитывает мощность излучения, температуру и длину волны максимума по законам Стефана–Больцмана и Вина.
Сравнивая формулы Рэлея–Джинса и Планка, обосновывает необходимость квантования энергии.
Различает радиационную, яркостную и цветовую температуры и знает принцип работы пирометра.

Интерактивная модельИзлучение абсолютно чёрного тела

Задания

Лекция
Лекция · 1 ч 20 мин · обязательный
Тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Закон Рэлея–Джинса. Гипотеза Планка.
Практическое занятие · 1 ч 20 мин · обязательный
Определение постоянной Планка
Лабораторная работа · 1 ч 30 мин · необязательно
Закон Рэлея–Джинса. Оптическая пирометрия
Самостоятельная работа · 6 ч 10 мин · необязательно
Итоговый тест
Тест · 20 мин · обязательный · проход ≥ 70%

Условия завершения

  • Лекция
  • Тепловое излучение. Закон Кирхгофа. Закон Рэлея–Джинса. Гипотеза Планка.
  • Итоговый тест — не менее 70%