 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
|
فيزيك پيش دانشگاهي |
آشنايي با فيزيک اتمي |
کانون دانش |
|
آشنايي با فيزيک اتمينظريه کوانتوميدر سالهاي پاياني سده ي نوزدهم ميلادي دانشمندان پديده هايي را مشاهده کردند که ديگر با فيزيک کلاسيک قابل توجيه نبودند. امروزه به مجموعه ي نظريه ها و قانون هايي که به توجيه اين پديده ها مي پردازد. فيزيک جديد (يا نوين) مي گويند. شالوده ي فيزيک جديد را نظريه هاي «نسبيت» و «کوانتوامي» تشکيل مي دهد. نظريه ي نسبيت مربوط به مطالعه ي پديده ها در سرعتهاي بسيار زياد و نزديک به سرعت نور است و نظريه کوانتومي به مطالعه ي پديده ها در مقياس هاي بسيار کوچک مانند مولکوها ، اتم ها و ذره هاي زير - اتمي مي پردازد. نظريه ي نسبيت را براي اولين بار انيشتين عرضه کرد. نظريه کوانتوامي نتيجه پژوهش هاي فيزيکدانان بسياري از جمله پلانک، انيشتين، بور، شرودينگر و .... بوده است. تابش از سطح اجسام :اجسام در دماهاي بالا از سطح خود نور مرئي گسيل مي کنند. از سطح همه ي اجسام در هر دمايي موج هاي الکترو مغناطيسي گسيل مي شوند. گسيل موج هاي الکترومغناطيسي از سطح اجسام را تابش گرمايي مي نامند. اين تابش را مي توان به رنگ هاي مختلف تجزيه کرد و طيف آن را به دست آورد. اگر بين طول موج هايي که در يک طيف وجود دارد فاصله اي نباشد آن طيف را طيف پيوسته مي گوييم. آزمايش نشان مي دهد که تابش گسيل شده از هر جسم به دماي آن و برخي خصوصيات سطح آن بستگي دارد و در آن همه ي طول موج ها از فروسرخ، مرئي و فرابنفش به صورت يک طيف پيوسته وجود دارد. اجسام در دماي معمولي مثل دماي اتاق يا کمي بالاتر موج هايي در ناحيه فروسرخ گسيل مي کنند. اما وقتي دماي جسم به اندازه کافي بالا رود از آن نور قرمز رنگ و در دماي بالاتر حتي نور سفيد رنگ گسيل مي شود. ضريب جذبنسبت مقدار
انرژي تابشي جذب شده توسط هر جسم به انرژي تابش فرودي را جذب کند، جسم سياه نام
دارد يعني براي جسم سياه شدت تابشيشدت تابشي يک جسم برابر است با مقدار کل انرژي موج هاي الکترومغناطيسي که درباره زماني يک ثانيه از واحد سطح آن جسم گسيل مي شود. هر چه ضريب جذب جسم بالاتر باشد، شدت تابشي آن نيز بالاتر خواهد بود پس جسم سياه داراي بالاترين شدت تابش در هر دمايي است جسم سياه بهترين گسيلنده ي موج هاي الکترومغناطيسي و بهترين جذب کننده ي اين موج هاست. تابندگيمقدار تابش
گسيل شده را با کميتي به نام تابندگي مشخص مي کنند. تابندگي يک جسم در هر طول موج
برابر است با مقدار انرژي موج هاي الکترومغناطيسي با طول مج هاي بين هر چه دماي جسم سياه بيشتر باشد، تابندگي جسم سياه بيشتر خواهد بود. هر چه بسامد موج گسيل شده بشتر باشد، تابندگي بيشتر خواهد بود. هر چه طول موج موج گسيل شده بيشتر باشد تابندگي کمتر خواهد بود. ناتواني فيزيکي کلاسيک در توجيه نظري تابش جسم:به منحني هاي زير توجه کنيد:
يکي از ناسازگاري هاي بين نتايج محاسبات مبتني بر فيزيک کلاسيک و نتيجه هاي تجربي، آن است که محاسبه هاي کلاسيکي پيش بيني مي کنند که مقدار انرژي تابشي گسيل شده با طول موج بسيار کوتاه بايد نامتناهي باشد. اما همانطور که در نمودار تجربي مي بينيد مقدار اين انرژي بسيار کوچک است.
نظريه ي پلانک درباره تابش بر اين فرض استوار بود که «انرژي تابشي جسم کوانتوامي است». |
|
|
