|
В конце XIX века физикам казалось, что понимание окружающего нас мира практически наступило. Успехи существовавших теорий механических и электромагнитных явлений были грандиозны, а решение нескольких оставшихся проблем, которые поставила оптика (см. § 14-й), казалось «делом техники» и ближайшего будущего. Одной из таких проблем было непонимание того, как нагретые тела испускают излучение: почему этопроисходит вообще и, в частности, по каким законам.
|
|
Известно, что любое тело при нагревании выше 500 °С начинает испускать свет: сначала красный, затем оранжевый, затем жёлтый и так далее (см. фото – сравните цвет «шляпки» и тонкой части гвоздя, раскалённых углей и пламени над ними). Однако опыты по исследованию теплового излучения показали, что тела испускают не только красные, оранжевые или жёлтые лучи – любое тело всегда испускает излучение всех длин волн, то есть спектр волн. И при каждой конкретной температуре максимум излучаемой телом энергии приходится на конкретное значение длины волны. Например, на длинноволновое (красно-оранжевое) или коротковолновое (сине-зелёное) излучение.
В 1893 году немецкому учёному В. Вину удалось теоретически вывести, а в 1896 году уточнить формулу, описывающую положение максимума энергии в спектре излучения тела в зависимости от его температуры. Эта формула хорошо согласовывалась с опытами в области коротких волн, однако для длинноволновых излучений формула значительно расходилась с экспериментальными данными. И это при том, что никто из физиков не мог найти изъяна в выводе формулы, а сам Вин впоследствии был удостоен Нобелевской премии за свои достижения.
В 1900 году английские учёные У. Рэлей и Д. Джинс теоретически вывели другую формулу, описывающую спектр теплового излучения. Она давала согласующиеся с опытом результаты для длинных волн, а для коротких волн предсказывала бесконечно большую энергию излучения. Это означало, что любое тело должно «излучить» всю свою энергию и охладиться до абсолютного нуля, чего не наблюдается в окружающем нас мире. Ситуация была аналогична случаю с формулой Вина: в формуле Рэлея-Джинса теоретических изъянов не было.
- Какое ошибочное мнение было у учёных до наступления XX века? Им ...
- Это мнение основывалось на том, что ...
- Наряду с этим учёные осознавали наличие в физике ...
- Какую из нерешённых теоретических задач мы обсудим?
- При сильном нагревании любого тела оно может ...
- Какой общий вывод был сделан из экспериментов с нагретыми телами?
- Какой частный вывод был сделан из этих же экспериментов?
- Немецкий физик В.Вин был первым, кому удалось предложить ...
- Формула Вина оказалась полезной для учёных, поскольку ...
- Несовершенство формулы Вина проявилось в том, что ...
- Формулу Рэлея-Джинса, как и формулу Вина, можно охарактеризовать как ...
- В отличие от формулы Вина, формула Рэлея-Джинса ...
- В чём заключалось противоречие опытам формулы Рэлея-Джинса? Она ...
- Что наблюдалось бы в мире, если бы формула Рэлея-Джинса была верной?
- Сходство формул Вина и Рэлея-Джинса заключалось в том, что в них ...
|
|