ઉર્જા પ્રકાશની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા વિરુદ્ધ તાપમાન. થર્મલ રેડિયેશનની લાક્ષણિકતાઓ (પ્રવાહ, ઊર્જાસભર તેજ, ​​ઊર્જાસભર તેજની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા)

શરીરનું થર્મલ રેડિયેશન એ આંતરિક ભાગમાંથી ઉદ્ભવતા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન છે શરીર ઊર્જા, જે તેના કણોની થર્મલ હિલચાલ સાથે સંકળાયેલ છે.

તાપમાને ગરમ થતા શરીરના થર્મલ રેડિયેશનની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ ટીછે:

1. ઉર્જા તેજઆર (ટી ) -સમગ્ર તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં, શરીરની એકમ સપાટીથી એકમ સમય દીઠ ઉત્સર્જિત ઊર્જાનો જથ્થો.તાપમાન, પ્રકૃતિ અને સપાટીની સ્થિતિ પર આધાર રાખે છે વિકિરણ શરીર. એસઆઈ સિસ્ટમમાં આર ( ટી ) એક પરિમાણ [W/m2] ધરાવે છે.

2. ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતાઆર (  ,ટી) =dW/ ડી - એકમ તરંગલંબાઇ અંતરાલમાં એકમ સમય દીઠ શરીરની એકમ સપાટી દ્વારા ઉત્સર્જિત ઊર્જાનો જથ્થો (પ્રશ્ન હેઠળની તરંગલંબાઇની નજીક ). તે. આ જથ્થો સંખ્યાત્મક રીતે ઊર્જા ગુણોત્તર સમાન છે dW, થી તરંગલંબાઇની સાંકડી શ્રેણીમાં એકમ સમય દીઠ એકમ વિસ્તારમાંથી ઉત્સર્જિત  થી  +d , આ અંતરાલની પહોળાઈ સુધી. તે શરીરના તાપમાન, તરંગલંબાઇ અને ઉત્સર્જિત શરીરની સપાટીની પ્રકૃતિ અને સ્થિતિ પર આધારિત છે. એસઆઈ સિસ્ટમમાં આર( , ટી) એક પરિમાણ [W/m 3] ધરાવે છે.

ઊર્જાસભર તેજ આર(ટી) ઊર્જાસભર તેજની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા સાથે સંબંધિત આર( , ટી) નીચે મુજબ:

(1) [W/m2]

3. બધા શરીર માત્ર ઉત્સર્જન કરતા નથી, પરંતુ તેમની સપાટી પર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોની ઘટનાને પણ શોષી લે છે. ચોક્કસ તરંગલંબાઇના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના સંબંધમાં શરીરની શોષણ ક્ષમતા નક્કી કરવા માટે, ખ્યાલ રજૂ કરવામાં આવે છે. મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંક-ઘટના મોનોક્રોમેટિક તરંગની ઊર્જાની તીવ્રતા સાથે શરીરની સપાટી દ્વારા શોષાયેલી મોનોક્રોમેટિક તરંગની ઊર્જાની તીવ્રતાનો ગુણોત્તર:

મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંક એ પરિમાણહીન જથ્થો છે જે તાપમાન અને તરંગલંબાઇ પર આધાર રાખે છે. તે દર્શાવે છે કે ઘટના મોનોક્રોમેટિક તરંગની ઊર્જાનો કેટલો ભાગ શરીરની સપાટી દ્વારા શોષાય છે. મૂલ્ય  ( , ટી) 0 થી 1 ની કિંમતો લઈ શકે છે.

adiabatically માં રેડિયેશન બંધ સિસ્ટમ(બાહ્ય વાતાવરણ સાથે ગરમીનું વિનિમય ન કરવું) ને સંતુલન કહેવાય છે. જો તમે પોલાણની દિવાલમાં એક નાનો છિદ્ર બનાવો છો, તો સંતુલન સ્થિતિ થોડી બદલાઈ જશે અને પોલાણમાંથી નીકળતા કિરણોત્સર્ગ સંતુલન કિરણોત્સર્ગને અનુરૂપ હશે.

જો બીમને આવા છિદ્રમાં નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, તો પછી પોલાણની દિવાલો પર પુનરાવર્તિત પ્રતિબિંબ અને શોષણ પછી, તે પાછા બહાર આવી શકશે નહીં. આનો અર્થ એ છે કે આવા છિદ્ર માટે શોષણ ગુણાંક ( , ટી) = 1.

નાના છિદ્ર સાથે માનવામાં આવતી બંધ પોલાણ એક મોડેલ તરીકે સેવા આપે છે એકદમ કાળું શરીર.

એકદમ કાળું શરીરએક એવું શરીર છે જે તેના પરની તમામ કિરણોત્સર્ગ ઘટનાઓને શોષી લે છે, ઘટના કિરણોત્સર્ગની દિશા, તેની સ્પેક્ટ્રલ રચના અને ધ્રુવીકરણ (કંઈપણ પ્રતિબિંબિત અથવા પ્રસારિત કર્યા વિના).

સંપૂર્ણપણે કાળા શરીર માટે, સ્પેક્ટ્રલ લ્યુમિનોસિટી ડેન્સિટી એ તરંગલંબાઇ અને તાપમાનનું સાર્વત્રિક કાર્ય છે. f( , ટી) અને તેના સ્વભાવ પર નિર્ભર નથી.

પ્રકૃતિમાંના તમામ પદાર્થો તેમની સપાટી પર આંશિક રીતે કિરણોત્સર્ગની ઘટનાને પ્રતિબિંબિત કરે છે અને તેથી તેમને સંપૂર્ણ કાળા પદાર્થો તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવતાં નથી. જો શરીરના મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંક માટે સમાન હોય બધી તરંગલંબાઇ અને ઓછીએકમો(( , ટી) = Т =const<1),પછી આવા શરીર કહેવાય છે રાખોડી. ગ્રે બોડીનું મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંક ફક્ત શરીરના તાપમાન, તેની પ્રકૃતિ અને તેની સપાટીની સ્થિતિ પર આધારિત છે.

કિર્ચહોફે દર્શાવ્યું હતું કે તમામ સંસ્થાઓ માટે, તેમની પ્રકૃતિને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ઉર્જા તેજસ્વીતાના સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા અને મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંકનો ગુણોત્તર તરંગલંબાઇ અને તાપમાનનું સમાન સાર્વત્રિક કાર્ય છે. f( , ટી) , તરીકે સ્પેક્ટ્રલ ઘનતાકાળા શરીરની ઊર્જાસભર તેજ :

સમીકરણ (3) કિર્ચહોફના કાયદાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.

કિર્ચહોફનો કાયદોઆ રીતે ઘડી શકાય છે: થર્મોડાયનેમિક સંતુલનમાં હોય તેવા સિસ્ટમના તમામ શરીર માટે, ઊર્જા તેજસ્વીતાના સ્પેક્ટ્રલ ઘનતાના ગુણાંક સાથે ગુણોત્તર મોનોક્રોમેટિક શોષણ શરીરની પ્રકૃતિ પર આધારિત નથી, તરંગલંબાઇ પર આધાર રાખીને, તમામ સંસ્થાઓ માટે સમાન કાર્ય છે અને તાપમાન ટી.

ઉપરોક્ત અને સૂત્ર (3) પરથી તે સ્પષ્ટ છે કે આપેલ તાપમાને ગ્રે બોડીઝ કે જેમાં મોટા શોષણ ગુણાંક હોય છે તે વધુ મજબૂત રીતે ઉત્સર્જન કરે છે, અને એકદમ કાળા પદાર્થો સૌથી વધુ મજબૂત રીતે ઉત્સર્જન કરે છે. એકદમ કાળા શરીર માટે હોવાથી(  , ટી)=1, પછી સૂત્ર (3) પરથી તે સાર્વત્રિક કાર્યને અનુસરે છે f( , ટી) કાળા શરીરની સ્પેક્ટ્રલ લ્યુમિનોસિટી ડેન્સિટીનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે

તો થર્મલ રેડિયેશન શું છે?

થર્મલ રેડિયેશન એ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન છે જે પદાર્થની અંદર અણુઓ અને પરમાણુઓની રોટેશનલ અને વાઇબ્રેશનલ ગતિની ઊર્જાને કારણે ઉદ્ભવે છે. થર્મલ રેડિયેશન એ તમામ સંસ્થાઓની લાક્ષણિકતા છે જેનું તાપમાન સંપૂર્ણ શૂન્યથી ઉપર હોય છે.

માનવ શરીરનું થર્મલ રેડિયેશન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોની ઇન્ફ્રારેડ શ્રેણીથી સંબંધિત છે. આવા કિરણોત્સર્ગની શોધ સૌપ્રથમ અંગ્રેજી ખગોળશાસ્ત્રી વિલિયમ હર્શલે કરી હતી. 1865 માં, અંગ્રેજી ભૌતિકશાસ્ત્રી જે. મેક્સવેલે સાબિત કર્યું કે ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક પ્રકૃતિનું છે અને તેમાં 760 ની લંબાઈવાળા તરંગોનો સમાવેશ થાય છે. nm 1-2 સુધી મીમી. મોટેભાગે, IR રેડિયેશનની સમગ્ર શ્રેણીને વિસ્તારોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: નજીક (750 nm-2.500nm), સરેરાશ (2.500 nm - 50.000nm) અને લાંબા અંતરની (50,000 nm-2.000.000nm).

ચાલો કેસને ધ્યાનમાં લઈએ જ્યારે શરીર A પોલાણ B માં સ્થિત હોય, જે આદર્શ પ્રતિબિંબીત (કિરણોત્સર્ગ માટે અભેદ્ય) શેલ C (ફિગ. 1) દ્વારા મર્યાદિત હોય છે. શેલની આંતરિક સપાટીથી બહુવિધ પ્રતિબિંબના પરિણામે, કિરણોત્સર્ગ અરીસાના પોલાણમાં સંગ્રહિત થશે અને શરીર A દ્વારા આંશિક રીતે શોષાશે. આવી પરિસ્થિતિઓમાં, સિસ્ટમ કેવિટી B - બોડી A ઊર્જા ગુમાવશે નહીં, પરંતુ ત્યાં માત્ર શરીર A અને કિરણોત્સર્ગ જે પોલાણ Bને ભરે છે તે વચ્ચે ઊર્જાનું સતત વિનિમય કરો.

ફિગ.1. પોલાણ B ની અરીસાની દિવાલોમાંથી થર્મલ તરંગોનું બહુવિધ પ્રતિબિંબ

જો દરેક તરંગલંબાઇ માટે ઊર્જા વિતરણ યથાવત રહે છે, તો આવી સિસ્ટમની સ્થિતિ સંતુલન હશે, અને રેડિયેશન પણ સંતુલન હશે. સંતુલન કિરણોત્સર્ગનો એકમાત્ર પ્રકાર થર્મલ છે. જો કોઈ કારણોસર કિરણોત્સર્ગ અને શરીર વચ્ચેનું સંતુલન બદલાય છે, તો પછી થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ થવાનું શરૂ થાય છે જે સિસ્ટમને સંતુલનની સ્થિતિમાં પરત કરશે. જો શરીર A તેના શોષણ કરતાં વધુ ઉત્સર્જન કરવાનું શરૂ કરે છે, તો પછી શરીર આંતરિક ઊર્જા ગુમાવવાનું શરૂ કરે છે અને શરીરનું તાપમાન (આંતરિક ઊર્જાના માપ તરીકે) ઘટવાનું શરૂ થાય છે, જે ઉત્સર્જન થતી ઊર્જાની માત્રામાં ઘટાડો કરશે. શરીરનું તાપમાન ત્યાં સુધી ઘટશે જ્યાં સુધી ઉત્સર્જિત ઊર્જાનું પ્રમાણ શરીર દ્વારા શોષાયેલી ઊર્જાના જથ્થાની બરાબર ન થાય. આમ, સંતુલન સ્થિતિ આવશે.

સંતુલન થર્મલ રેડિયેશનમાં નીચેના ગુણધર્મો છે: સજાતીય (પોલાણના તમામ બિંદુઓ પર સમાન ઊર્જા પ્રવાહ ઘનતા), આઇસોટ્રોપિક (પ્રસારની સંભવિત દિશાઓ સમાન સંભવિત છે), અધ્રુવીકરણ (ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ વેક્ટરની દિશાઓ અને મૂલ્યો) પોલાણના તમામ બિંદુઓ અસ્તવ્યસ્ત રીતે બદલાય છે).

થર્મલ રેડિયેશનની મુખ્ય માત્રાત્મક લાક્ષણિકતાઓ છે:

- ઊર્જાસભર તેજ થર્મલ રેડિયેશનની તરંગલંબાઇની સમગ્ર શ્રેણીમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનની ઊર્જાનો જથ્થો છે જે શરીર દ્વારા એકમ સમય દીઠ એકમ સપાટી વિસ્તારથી બધી દિશામાં ઉત્સર્જિત થાય છે: R = E/(S t), [J/(m 2 s)] = [W /m 2 ] ઊર્જાની તેજસ્વીતા શરીરની પ્રકૃતિ, શરીરનું તાપમાન, શરીરની સપાટીની સ્થિતિ અને રેડિયેશનની તરંગલંબાઇ પર આધારિત છે.

- સ્પેક્ટ્રલ લ્યુમિનોસિટી ડેન્સિટી - આપેલ તાપમાન (T + dT) પર આપેલ તરંગલંબાઇ (λ + dλ) માટે શરીરની ઊર્જાસભર તેજસ્વીતા: R λ,T = f(λ, T).

ચોક્કસ તરંગલંબાઇમાં શરીરની ઊર્જાસભર તેજની ગણતરી T = const માટે R λ,T = f(λ, T) ને એકીકૃત કરીને કરવામાં આવે છે:

- શોષણ ગુણાંક - ઘટના ઊર્જા સાથે શરીર દ્વારા શોષાયેલી ઊર્જાનો ગુણોત્તર. તેથી, જો ફ્લક્સ dФ inc માંથી રેડિયેશન શરીર પર પડે છે, તો તેનો એક ભાગ શરીરની સપાટીથી પ્રતિબિંબિત થાય છે - dФ neg, બીજો ભાગ શરીરમાં જાય છે અને આંશિક રીતે ગરમી dФ abs માં રૂપાંતરિત થાય છે, અને ત્રીજો ભાગ ભાગ, કેટલાક આંતરિક પ્રતિબિંબ પછી, શરીરમાંથી બહારની તરફ dФ inc : α = dФ abs./dФ નીચે પસાર થાય છે.

શોષણ ગુણાંક α એ શોષક શરીરની પ્રકૃતિ, શોષિત કિરણોત્સર્ગની તરંગલંબાઇ, તાપમાન અને શરીરની સપાટીની સ્થિતિ પર આધાર રાખે છે.

- મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંક- આપેલ તાપમાને આપેલ તરંગલંબાઇના થર્મલ રેડિયેશનનું શોષણ ગુણાંક: α λ,T = f(λ,T)

શરીરોમાં એવા શરીર છે જે તેમના પર પડેલા કોઈપણ તરંગલંબાઇના તમામ થર્મલ રેડિયેશનને શોષી શકે છે. આવા આદર્શ રીતે શોષી લેનાર દેહો કહેવાય છે સંપૂર્ણપણે કાળા શરીર. તેમના માટે α =1.

ત્યાં પણ ગ્રે બોડીઝ છે જેના માટે α<1, но одинаковый для всех длин волн инфракрасного диапазона.

બ્લેકબોડી મોડલ એ હીટ-પ્રૂફ શેલ સાથે ખુલતી નાની પોલાણ છે. છિદ્રનો વ્યાસ પોલાણના વ્યાસના 0.1 કરતા વધુ નથી. સતત તાપમાન પર, છિદ્રમાંથી કેટલીક ઊર્જા ઉત્સર્જિત થાય છે, જે એકદમ કાળા શરીરની ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાને અનુરૂપ છે. પરંતુ બ્લેક હોલ એક આદર્શીકરણ છે. પરંતુ બ્લેક બોડીના થર્મલ રેડિયેશનના નિયમો વાસ્તવિક પેટર્નની નજીક જવા માટે મદદ કરે છે.

2. થર્મલ રેડિયેશનના નિયમો

1. કિર્ચહોફનો કાયદો. ઉષ્મીય કિરણોત્સર્ગ સંતુલન છે - શરીર દ્વારા ઉત્સર્જિત ઊર્જાનું પ્રમાણ એ છે કે તે તેના દ્વારા કેટલું શોષાય છે. બંધ પોલાણમાં સ્થિત ત્રણ સંસ્થાઓ માટે આપણે લખી શકીએ:

સૂચવેલ સંબંધ પણ સાચો હશે જ્યારે શરીરમાંથી એક એસી હશે:

કારણ કે કાળા શરીર માટે α λT.
આ કિર્ચહોફનો નિયમ છે: શરીરની ઊર્જાસભર તેજની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા અને તેના મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંક (ચોક્કસ તાપમાને અને ચોક્કસ તરંગલંબાઇ માટે) નો ગુણોત્તર શરીરની પ્રકૃતિ પર આધારિત નથી અને તે બધા શરીર માટે સમાન છે. સમાન તાપમાન અને તરંગલંબાઇ પર ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા.

કિર્ચહોફના કાયદામાંથી તારણો:
1. કાળા શરીરની સ્પેક્ટ્રલ ઊર્જાસભર તેજ એ તરંગલંબાઇ અને શરીરના તાપમાનનું સાર્વત્રિક કાર્ય છે.
2. કાળા શરીરની સ્પેક્ટ્રલ એનર્જી તેજ સૌથી મોટી છે.
3. મનસ્વી શરીરની સ્પેક્ટ્રલ ઉર્જા તેજ તેના શોષણ ગુણાંકના ગુણાંક અને એકદમ કાળા શરીરની વર્ણપટની ઉર્જા તેજસ્વીતાની સમાન હોય છે.
4. આપેલ તાપમાન પર કોઈપણ શરીર સમાન તરંગલંબાઇના તરંગો બહાર કાઢે છે જે તે આપેલ તાપમાને બહાર કાઢે છે.

સંખ્યાબંધ તત્વોના સ્પેક્ટ્રાના વ્યવસ્થિત અભ્યાસે કિર્ચહોફ અને બન્સેનને વાયુઓના શોષણ અને ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રા અને અનુરૂપ અણુઓની વ્યક્તિત્વ વચ્ચે અસ્પષ્ટ જોડાણ સ્થાપિત કરવાની મંજૂરી આપી. તેથી તે સૂચવવામાં આવ્યું હતું સ્પેક્ટ્રલ વિશ્લેષણ, જેની મદદથી તમે એવા પદાર્થોને ઓળખી શકો છો જેની સાંદ્રતા 0.1 nm છે.

એકદમ બ્લેક બોડી, ગ્રે બોડી, મનસ્વી બોડી માટે એનર્જી લ્યુમિનોસિટીની સ્પેક્ટ્રલ ડેન્સિટીનું વિતરણ. છેલ્લા વળાંકમાં ઘણા મેક્સિમા અને મિનિમા છે, જે આવા શરીરના ઉત્સર્જન અને શોષણની પસંદગી દર્શાવે છે.

2. સ્ટેફન-બોલ્ટ્ઝમેન કાયદો.
1879 માં, ઑસ્ટ્રિયન વૈજ્ઞાનિકો જોસેફ સ્ટેફન (પ્રાયોગિક રીતે એક મનસ્વી શરીર માટે) અને લુડવિગ બોલ્ટ્ઝમેન (સૈદ્ધાંતિક રીતે કાળા શરીર માટે) એ સ્થાપિત કર્યું કે સમગ્ર તરંગલંબાઇ શ્રેણી પરની કુલ ઊર્જાસભર તેજ શરીરના ચોક્કસ તાપમાનની ચોથી શક્તિના પ્રમાણસર છે:

3. વાઇનનો કાયદો.
જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી વિલ્હેમ વિયેને 1893 માં એક કાયદો ઘડ્યો હતો જે તાપમાનના આધારે કાળા શરીરના રેડિયેશન સ્પેક્ટ્રમમાં શરીરની ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાની મહત્તમ સ્પેક્ટ્રલ ઘનતાની સ્થિતિ નક્કી કરે છે. કાયદા અનુસાર, તરંગલંબાઇ λ મહત્તમ, જે કાળા શરીરની ઊર્જા તેજસ્વીતાની મહત્તમ વર્ણપટની ઘનતા માટે જવાબદાર છે, તે તેના સંપૂર્ણ તાપમાન T: λ મહત્તમ = в/t, જ્યાં в = 2.9*10 -3 ના વિપરિત પ્રમાણસર છે. m·K એ વિએનનું સ્થિરાંક છે.

આમ, વધતા તાપમાન સાથે, માત્ર કુલ કિરણોત્સર્ગ ઊર્જા જ બદલાતી નથી, પરંતુ ઊર્જા તેજસ્વીતાના વર્ણપટની ઘનતાના વિતરણ વળાંકનો આકાર પણ બદલાય છે. વધતા તાપમાન સાથે, મહત્તમ વર્ણપટની ઘનતા ટૂંકી તરંગલંબાઇ તરફ બદલાય છે. તેથી, વિએનના કાયદાને વિસ્થાપનનો કાયદો કહેવામાં આવે છે.

વાઇનનો કાયદો લાગુ પડે છે ઓપ્ટિકલ પાયરોમેટ્રીમાં- નિરીક્ષકથી દૂર રહેલા અત્યંત ગરમ શરીરના રેડિયેશન સ્પેક્ટ્રમમાંથી તાપમાન નક્કી કરવાની પદ્ધતિ. આ પદ્ધતિએ સૌપ્રથમ સૂર્યનું તાપમાન નક્કી કર્યું (470 nm T = 6160 K માટે).

પ્રસ્તુત કાયદાઓ સૈદ્ધાંતિક રીતે તરંગલંબાઇ પર ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાના વર્ણપટની ઘનતાના વિતરણ માટે સમીકરણો શોધવાની મંજૂરી આપતા નથી. રેલે અને જીન્સના કાર્યો, જેમાં વૈજ્ઞાનિકોએ શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમોના આધારે બ્લેક બોડી રેડિયેશનની વર્ણપટની રચનાનો અભ્યાસ કર્યો હતો, જે અલ્ટ્રાવાયોલેટ આપત્તિ તરીકે ઓળખાતી મૂળભૂત મુશ્કેલીઓ તરફ દોરી જાય છે. યુવી તરંગોની શ્રેણીમાં, કાળા શરીરની ઊર્જાસભર તેજસ્વીતા અનંત સુધી પહોંચી હોવી જોઈએ, જો કે પ્રયોગોમાં તે શૂન્ય થઈ ગયું છે. આ પરિણામો ઊર્જાના સંરક્ષણના કાયદાનો વિરોધાભાસ કરે છે.

4. પ્લાન્કનો સિદ્ધાંત. 1900 માં એક જર્મન વૈજ્ઞાનિકે પૂર્વધારણા આગળ મૂકી કે શરીર સતત ઉત્સર્જન કરતા નથી, પરંતુ અલગ ભાગોમાં - ક્વોન્ટા. ક્વોન્ટમ ઊર્જા કિરણોત્સર્ગ આવર્તન માટે પ્રમાણસર છે: E = hν = h·c/λ, જ્યાં h = 6.63*10 -34 J·s પ્લાન્કનો સ્થિરાંક.

બ્લેક બોડીના ક્વોન્ટમ રેડિયેશન વિશેના વિચારો દ્વારા માર્ગદર્શન મેળવીને, તેણે બ્લેક બોડીની ઊર્જા તેજસ્વીતાના સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા માટે એક સમીકરણ મેળવ્યું:

આ સૂત્ર તમામ તાપમાને સમગ્ર તરંગલંબાઇ શ્રેણી પર પ્રાયોગિક ડેટા અનુસાર છે.

પ્રકૃતિમાં થર્મલ રેડિયેશનનો મુખ્ય સ્ત્રોત સૂર્ય છે. સૌર કિરણોત્સર્ગ તરંગલંબાઇની વિશાળ શ્રેણી ધરાવે છે: 0.1 nm થી 10 m અથવા તેથી વધુ. 99% સૌર ઉર્જા 280 થી 6000 ની રેન્જમાં થાય છે nm. પૃથ્વીની સપાટીના એકમ વિસ્તાર દીઠ, પર્વતોમાં 800 થી 1000 W/m2 છે. ગરમીનો એક બે અબજમો ભાગ પૃથ્વીની સપાટી સુધી પહોંચે છે - 9.23 J/cm 2. થર્મલ રેડિયેશનની શ્રેણી માટે 6000 થી 500000 સુધી nmસૂર્યની ઉર્જાનો 0.4% હિસ્સો ધરાવે છે. પૃથ્વીના વાતાવરણમાં, મોટાભાગના ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન પાણી, ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના અણુઓ દ્વારા શોષાય છે. રેડિયો શ્રેણી પણ મોટે ભાગે વાતાવરણ દ્વારા શોષાય છે.

સૂર્યના કિરણો પૃથ્વીના વાતાવરણની બહાર સૂર્યના કિરણોને લંબરૂપ 82 કિમીની ઊંચાઈએ સ્થિત 1 ચો.મી.ના વિસ્તારમાં પ્રતિ 1 સેકન્ડમાં જેટલી ઉર્જા લાવે છે તેને સૌર અચળ કહેવામાં આવે છે. તે 1.4 * 10 3 W/m 2 ની બરાબર છે.

સૌર કિરણોત્સર્ગના સામાન્ય પ્રવાહની ઘનતાનું વર્ણપટકીય વિતરણ 6000 ડિગ્રીના તાપમાને કાળા શરીર માટે તેની સાથે એકરુપ છે. તેથી, થર્મલ રેડિયેશનની તુલનામાં સૂર્ય એ કાળો પદાર્થ છે.

3. વાસ્તવિક સંસ્થાઓ અને માનવ શરીરમાંથી રેડિયેશન

માનવ શરીરની સપાટી પરથી થર્મલ રેડિયેશન હીટ ટ્રાન્સફરમાં મોટી ભૂમિકા ભજવે છે. હીટ ટ્રાન્સફરની આવી પદ્ધતિઓ છે: થર્મલ વાહકતા (વહન), સંવહન, રેડિયેશન, બાષ્પીભવન. વ્યક્તિ પોતાની જાતને જે પરિસ્થિતિઓમાં શોધે છે તેના આધારે, આમાંની દરેક પદ્ધતિ પ્રબળ ભૂમિકા ભજવી શકે છે (ઉદાહરણ તરીકે, ખૂબ ઊંચા પર્યાવરણીય તાપમાને, અગ્રણી ભૂમિકા બાષ્પીભવનથી સંબંધિત છે, અને ઠંડા પાણીમાં - વહન, અને પાણીનું તાપમાન 15 છે. ડિગ્રી એ નગ્ન વ્યક્તિ માટે ઘાતક વાતાવરણ છે, અને મગજના હાયપોથર્મિયાને કારણે 2-4 કલાક પછી મૂર્છા અને મૃત્યુ થાય છે). કુલ હીટ ટ્રાન્સફરમાં રેડિયેશનનો હિસ્સો 75 થી 25% સુધીનો હોઈ શકે છે. સામાન્ય સ્થિતિમાં, લગભગ 50% શારીરિક આરામ પર.

થર્મલ રેડિયેશન, જે જીવંત જીવોના જીવનમાં ભૂમિકા ભજવે છે, તેને ટૂંકી તરંગલંબાઇમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે (0.3 થી 3 સુધી µm)અને લાંબી તરંગલંબાઇ (5 થી 100 સુધી µm). ટૂંકા તરંગના કિરણોત્સર્ગનો સ્ત્રોત સૂર્ય અને ખુલ્લી જ્યોત છે, અને જીવંત જીવો ફક્ત આવા કિરણોત્સર્ગના પ્રાપ્તકર્તાઓ છે. લાંબા-તરંગ કિરણોત્સર્ગ બંને જીવંત જીવો દ્વારા ઉત્સર્જિત અને શોષાય છે.

શોષણ ગુણાંકનું મૂલ્ય માધ્યમ અને શરીરના તાપમાનના ગુણોત્તર, તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના ક્ષેત્ર, આ વિસ્તારોની દિશા, અને ટૂંકા-તરંગ કિરણોત્સર્ગ માટે - સપાટીના રંગ પર આધારિત છે. આમ, કાળા લોકોમાં માત્ર 18% શોર્ટ-વેવ રેડિયેશન પ્રતિબિંબિત થાય છે, જ્યારે શ્વેત જાતિના લોકોમાં તે લગભગ 40% છે (મોટા ભાગે, ઉત્ક્રાંતિમાં કાળા લોકોની ચામડીના રંગને હીટ ટ્રાન્સફર સાથે કોઈ લેવાદેવા નથી). લાંબા-તરંગ રેડિયેશન માટે, શોષણ ગુણાંક 1 ની નજીક છે.

રેડિયેશન દ્વારા હીટ ટ્રાન્સફરની ગણતરી કરવી એ ખૂબ જ મુશ્કેલ કાર્ય છે. સ્ટેફન-બોલ્ટ્ઝમેનનો કાયદો વાસ્તવિક સંસ્થાઓ માટે ઉપયોગમાં લઈ શકાતો નથી, કારણ કે તેઓ તાપમાન પર ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાની વધુ જટિલ અવલંબન ધરાવે છે. તે તારણ આપે છે કે તે તાપમાન, શરીરની પ્રકૃતિ, શરીરના આકાર અને તેની સપાટીની સ્થિતિ પર આધારિત છે. તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે, ગુણાંક σ અને તાપમાન ઘાતાંક બદલાય છે. માનવ શરીરની સપાટી એક જટિલ રૂપરેખાંકન ધરાવે છે, વ્યક્તિ એવા કપડાં પહેરે છે જે કિરણોત્સર્ગને બદલે છે, અને પ્રક્રિયા વ્યક્તિ જે મુદ્રામાં છે તેના દ્વારા અસર થાય છે.

ગ્રે બોડી માટે, સમગ્ર શ્રેણીમાં રેડિયેશન પાવર સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: P = α d.t. σ·T 4 ·S, ચોક્કસ અંદાજો સાથે, વાસ્તવિક શરીરો (માનવ ત્વચા, કપડાંના કાપડ) ગ્રે શરીરની નજીક હોવાને ધ્યાનમાં રાખીને, આપણે ચોક્કસ તાપમાને વાસ્તવિક શરીરની રેડિયેશન શક્તિની ગણતરી માટે એક સૂત્ર શોધી શકીએ છીએ: P = α· σ·T 4 ·S વિકિરણ કરતા શરીર અને પર્યાવરણના વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં તાપમાન: P = α·σ·(T 1 4 - T 2 4)·S
વાસ્તવિક શરીરની ઊર્જા તેજસ્વીતાના વર્ણપટની ઘનતાના લક્ષણો છે: 310 પર TO, જે માનવ શરીરના સરેરાશ તાપમાનને અનુરૂપ છે, મહત્તમ થર્મલ રેડિયેશન 9700 પર થાય છે. nm. શરીરના તાપમાનમાં કોઈપણ ફેરફાર શરીરની સપાટીથી થર્મલ રેડિયેશનની શક્તિમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે (0.1 ડિગ્રી પર્યાપ્ત છે). તેથી, સેન્ટ્રલ નર્વસ સિસ્ટમ દ્વારા અમુક અવયવો સાથે જોડાયેલા ત્વચા વિસ્તારોનો અભ્યાસ રોગોને ઓળખવામાં મદદ કરે છે, જેના પરિણામે તાપમાનમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર થાય છે ( ઝખારીન-ગેડ ઝોનની થર્મોગ્રાફી).

માનવ બાયોફિલ્ડ (જુના ડેવિતાશવિલી) સાથે બિન-સંપર્ક મસાજની એક રસપ્રદ પદ્ધતિ. પામ થર્મલ રેડિયેશન પાવર 0.1 ડબલ્યુ, અને ત્વચાની થર્મલ સંવેદનશીલતા 0.0001 W/cm 2 છે. જો તમે ઉપરોક્ત ઝોન પર કાર્ય કરો છો, તો તમે આ અવયવોના કાર્યને પ્રતિબિંબિત રીતે ઉત્તેજીત કરી શકો છો.

4. ગરમી અને ઠંડીની જૈવિક અને ઉપચારાત્મક અસરો

માનવ શરીર સતત થર્મલ રેડિયેશનનું ઉત્સર્જન અને શોષણ કરે છે. આ પ્રક્રિયા માનવ શરીરના તાપમાન અને પર્યાવરણ પર આધારિત છે. માનવ શરીરનું મહત્તમ ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન 9300 એનએમ છે.

IR ઇરેડિયેશનના નાના અને મધ્યમ ડોઝ સાથે, મેટાબોલિક પ્રક્રિયાઓ ઉન્નત થાય છે અને એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાઓ, પુનર્જીવન અને સમારકામ પ્રક્રિયાઓ ઝડપી બને છે.

ઇન્ફ્રારેડ કિરણો અને દૃશ્યમાન કિરણોત્સર્ગની ક્રિયાના પરિણામે, જૈવિક રીતે સક્રિય પદાર્થો (બ્રેડીકીનિન, કાલિડિન, હિસ્ટામાઇન, એસિટિલકોલાઇન, મુખ્યત્વે વાસોમોટર પદાર્થો, જે સ્થાનિક રક્ત પ્રવાહના અમલીકરણ અને નિયમનમાં ભૂમિકા ભજવે છે) પેશીઓમાં રચાય છે.

ઇન્ફ્રારેડ કિરણોની ક્રિયાના પરિણામે, ત્વચામાં થર્મોરેસેપ્ટર્સ સક્રિય થાય છે, જેમાંથી માહિતી હાયપોથાલેમસને મોકલવામાં આવે છે, પરિણામે ત્વચાની રક્ત વાહિનીઓ વિસ્તરે છે, તેમાં રક્ત પરિભ્રમણનું પ્રમાણ વધે છે, અને પરસેવો થાય છે. વધે છે.

ઇન્ફ્રારેડ કિરણોના ઘૂંસપેંઠની ઊંડાઈ તરંગલંબાઇ, ત્વચાની ભેજ, લોહીથી તેનું ભરણ, પિગમેન્ટેશનની ડિગ્રી વગેરે પર આધાર રાખે છે.

ઇન્ફ્રારેડ કિરણોના પ્રભાવ હેઠળ માનવ ત્વચા પર લાલ erythema દેખાય છે.

તેનો ઉપયોગ ક્લિનિકલ પ્રેક્ટિસમાં સ્થાનિક અને સામાન્ય હેમોડાયનેમિક્સને પ્રભાવિત કરવા, પરસેવો વધારવા, સ્નાયુઓને આરામ કરવા, પીડા ઘટાડવા, હેમેટોમાસ, ઘૂસણખોરી વગેરેના રિસોર્પ્શનને વેગ આપવા માટે થાય છે.

હાયપરથર્મિયાની પરિસ્થિતિઓમાં, રેડિયેશન થેરાપી-થર્મોરાડિયોથેરાપી-ની એન્ટિટ્યુમર અસરમાં વધારો થાય છે.

IR થેરાપીના ઉપયોગ માટેના મુખ્ય સંકેતો: તીવ્ર બિન-પ્યુર્યુલન્ટ બળતરા પ્રક્રિયાઓ, બર્ન્સ અને હિમ લાગવાથી ચામડીનું સૂજવું, ક્રોનિક બળતરા પ્રક્રિયાઓ, અલ્સર, સંકોચન, સંલગ્નતા, સાંધા, અસ્થિબંધન અને સ્નાયુઓની ઇજાઓ, માયોસિટિસ, માયાલ્જીઆ, ન્યુરલજીઆ. મુખ્ય વિરોધાભાસ: ગાંઠો, પ્યુર્યુલન્ટ બળતરા, રક્તસ્રાવ, રુધિરાભિસરણ નિષ્ફળતા.

શીતનો ઉપયોગ રક્તસ્રાવ બંધ કરવા, પીડાને દૂર કરવા અને ત્વચાના અમુક રોગોની સારવાર માટે થાય છે. સખ્તાઈ લાંબા આયુષ્ય તરફ દોરી જાય છે.

ઠંડાના પ્રભાવ હેઠળ, હૃદયના ધબકારા અને બ્લડ પ્રેશરમાં ઘટાડો થાય છે, અને રીફ્લેક્સ પ્રતિક્રિયાઓ અટકાવવામાં આવે છે.

ચોક્કસ ડોઝમાં, શરદી બળે, પ્યુર્યુલન્ટ ઘા, ટ્રોફિક અલ્સર, ધોવાણ અને નેત્રસ્તર દાહના ઉપચારને ઉત્તેજિત કરે છે.

ક્રાયોબાયોલોજી- નીચા, બિન-શારીરિક તાપમાનના પ્રભાવ હેઠળ કોષો, પેશીઓ, અવયવો અને શરીરમાં થતી પ્રક્રિયાઓનો અભ્યાસ કરે છે.

દવામાં વપરાય છે ક્રાયોથેરાપીઅને હાયપરથર્મિયા. ક્રિઓથેરાપીમાં પેશીઓ અને અવયવોના ડોઝ્ડ ઠંડક પર આધારિત પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે. ક્રાયોસર્જરી (ક્રાયોથેરાપીનો ભાગ) તેમના દૂર કરવાના હેતુ માટે પેશીઓના સ્થાનિક ફ્રીઝિંગનો ઉપયોગ કરે છે (કાકડાનો ભાગ. જો બધા - ક્રાયોટોન્સિલેક્ટોમી. ગાંઠો દૂર કરી શકાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ત્વચા, સર્વિક્સ, વગેરે.) ક્રાયોએડેશન (સંલગ્નતા) પર આધારિત ક્રાયોએક્સ્ટ્રક્શન ભીના શરીરને સ્થિર સ્કેલ્પેલ સુધી ) - અંગમાંથી કોઈ ભાગને અલગ પાડવો.

હાયપરથેર્મિયા સાથે, વિવોમાં કેટલાક સમય માટે અંગોના કાર્યોને સાચવવાનું શક્ય છે. એનેસ્થેસિયાની મદદથી હાયપોથર્મિયાનો ઉપયોગ રક્ત પુરવઠાની ગેરહાજરીમાં અંગના કાર્યને જાળવવા માટે થાય છે, કારણ કે પેશી ચયાપચય ધીમો પડી જાય છે. પેશીઓ હાયપોક્સિયા માટે પ્રતિરોધક બને છે. ઠંડા એનેસ્થેસિયાનો ઉપયોગ થાય છે.

ગરમીની અસર અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાઓ (મિનિન લેમ્પ, સોલક્સ, લાઇટ-થર્મલ બાથ, IR રે લેમ્પ) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે જેમાં ઉચ્ચ ગરમી ક્ષમતા, નબળી થર્મલ વાહકતા અને સારી ગરમી જાળવી રાખવાની ક્ષમતા હોય છે: કાદવ, પેરાફિન, ઓઝોકેરાઇટ, નેપ્થાલિન, વગેરે

5. થર્મોગ્રાફીનો ભૌતિક પાયો

થર્મોગ્રાફી, અથવા થર્મલ ઇમેજિંગ, માનવ શરીરમાંથી ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનના રેકોર્ડિંગ પર આધારિત કાર્યાત્મક નિદાન પદ્ધતિ છે.

થર્મોગ્રાફીના 2 પ્રકાર છે:

- કોલેસ્ટેરિક થર્મોગ્રાફીનો સંપર્ક કરો: પદ્ધતિ કોલેસ્ટેરિક લિક્વિડ ક્રિસ્ટલ્સ (એસ્ટર્સ અને અન્ય કોલેસ્ટ્રોલ ડેરિવેટિવ્ઝના મલ્ટીકમ્પોનન્ટ મિશ્રણ)ના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરે છે. આવા પદાર્થો પસંદગીયુક્ત રીતે વિવિધ તરંગલંબાઇઓને પ્રતિબિંબિત કરે છે, જે આ પદાર્થોની ફિલ્મો પર માનવ શરીરની સપાટીના થર્મલ ક્ષેત્રની છબીઓ મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે. સફેદ પ્રકાશનો પ્રવાહ ફિલ્મ પર નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે. વિવિધ તરંગલંબાઇઓ જે સપાટી પર કોલેસ્ટેરિક લાગુ કરવામાં આવે છે તેના તાપમાનના આધારે ફિલ્મથી અલગ રીતે પ્રતિબિંબિત થાય છે.

તાપમાનના પ્રભાવ હેઠળ, કોલેસ્ટરિક્સ રંગ લાલથી જાંબલીમાં બદલી શકે છે. પરિણામે, માનવ શરીરના થર્મલ ક્ષેત્રની રંગીન છબી રચાય છે, જે તાપમાન-રંગના સંબંધને જાણીને, સમજવા માટે સરળ છે. ત્યાં કોલેસ્ટરિક્સ છે જે તમને 0.1 ડિગ્રી તાપમાનના તફાવતને રેકોર્ડ કરવાની મંજૂરી આપે છે. આમ, તેના વિકાસના વિવિધ તબક્કામાં બળતરા પ્રક્રિયાની સીમાઓ, બળતરા ઘૂસણખોરીનું કેન્દ્ર નક્કી કરવું શક્ય છે.

ઓન્કોલોજીમાં, થર્મોગ્રાફી 1.5-2 ના વ્યાસ સાથે મેટાસ્ટેટિક નોડ્સને ઓળખવાનું શક્ય બનાવે છે. મીમીસ્તનધારી ગ્રંથિ, ત્વચા, થાઇરોઇડ ગ્રંથિમાં; ઓર્થોપેડિક્સ અને ટ્રોમેટોલોજીમાં, દરેક અંગ વિભાગમાં રક્ત પુરવઠાનું મૂલ્યાંકન કરો, ઉદાહરણ તરીકે, અંગવિચ્છેદન પહેલાં, બર્નની ઊંડાઈની અપેક્ષા કરો, વગેરે; કાર્ડિયોલોજી અને એન્જીયોલોજીમાં, કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર સિસ્ટમની સામાન્ય કામગીરીમાં ખલેલ ઓળખો, કંપન રોગને કારણે રુધિરાભિસરણ વિકૃતિઓ, રક્ત વાહિનીઓમાં બળતરા અને અવરોધ; કાયમની અતિશય ફૂલેલી નસો, વગેરે; ન્યુરોસર્જરીમાં, ચેતા વહનના જખમનું સ્થાન નક્કી કરો, એપોપ્લેક્સીને કારણે ન્યુરોપેરાલિસિસના સ્થાનની પુષ્ટિ કરો; પ્રસૂતિશાસ્ત્ર અને સ્ત્રીરોગવિજ્ઞાનમાં, ગર્ભાવસ્થા નક્કી કરો, બાળકના સ્થાનનું સ્થાનિકીકરણ; દાહક પ્રક્રિયાઓની વિશાળ શ્રેણીનું નિદાન કરો.

- ટેલિથર્મોગ્રાફી - માનવ શરીરમાંથી ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનના વિદ્યુત સંકેતોમાં રૂપાંતર પર આધારિત છે જે થર્મલ ઈમેજર અથવા અન્ય રેકોર્ડિંગ ઉપકરણની સ્ક્રીન પર રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે. પદ્ધતિ બિન-સંપર્ક છે.

IR કિરણોત્સર્ગને અરીસાઓની સિસ્ટમ દ્વારા જોવામાં આવે છે, ત્યારબાદ IR કિરણોને IR તરંગ રીસીવર તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે, જેનો મુખ્ય ભાગ ડિટેક્ટર છે (ફોટોરેસિસ્ટર, મેટલ અથવા સેમિકન્ડક્ટર બોલોમીટર, થર્મોલેમેન્ટ, ફોટોકેમિકલ સૂચક, ઇલેક્ટ્રોન-ઓપ્ટિકલ કન્વર્ટર, પીઝોઇલેક્ટ્રિક ડિટેક્ટર, વગેરે).

રીસીવરમાંથી વિદ્યુત સંકેતો એમ્પ્લીફાયરમાં અને પછી નિયંત્રણ ઉપકરણમાં પ્રસારિત થાય છે, જે અરીસાઓને ખસેડવા (ઓબ્જેક્ટને સ્કેન કરવા), TIS પોઈન્ટ પ્રકાશ સ્ત્રોતને ગરમ કરવા (થર્મલ રેડિયેશનના પ્રમાણસર) અને ફોટોગ્રાફિક ફિલ્મ ખસેડવાનું કામ કરે છે. દરેક વખતે અભ્યાસ સ્થળ પર શરીરના તાપમાન અનુસાર ફિલ્મ TIS સાથે પ્રકાશિત થાય છે.

નિયંત્રણ ઉપકરણ પછી, સિગ્નલને ડિસ્પ્લે સાથે કમ્પ્યુટર સિસ્ટમમાં ટ્રાન્સમિટ કરી શકાય છે. આ તમને થર્મોગ્રામ્સ સંગ્રહિત કરવા અને વિશ્લેષણાત્મક પ્રોગ્રામ્સનો ઉપયોગ કરીને પ્રક્રિયા કરવાની મંજૂરી આપે છે. વધારાની ક્ષમતાઓ કલર થર્મલ ઈમેજર્સ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે (ઉષ્ણતામાનમાં સમાન રંગો વિરોધાભાસી રંગોમાં સૂચવવામાં આવે છે), અને ઇસોથર્મ્સ દોરી શકાય છે.

ઘણી કંપનીઓએ તાજેતરમાં એ હકીકતને ઓળખી છે કે સંભવિત ક્લાયન્ટ સુધી "પહોંચવું" કેટલીકવાર ખૂબ મુશ્કેલ હોય છે;
સક્રિય ટેલિફોન વેચાણ એ ટૂંકા સમયમાં વેચાણ વધારવાની સૌથી અસરકારક રીતોમાંની એક બની રહી છે. કોલ્ડ કોલિંગનો ઉદ્દેશ એવા ગ્રાહકોને આકર્ષવાનો છે કે જેમણે અગાઉ કોઈ ઉત્પાદન અથવા સેવા માટે અરજી કરી નથી, પરંતુ સંખ્યાબંધ પરિબળો સંભવિત ગ્રાહકો છે. ફોન નંબર ડાયલ કર્યા પછી, સક્રિય સેલ્સ મેનેજરને કોલ્ડ કોલનો હેતુ સ્પષ્ટપણે સમજવો આવશ્યક છે. છેવટે, ટેલિફોન વાર્તાલાપ માટે સેલ્સ મેનેજર પાસેથી વિશેષ કૌશલ્ય અને ધીરજ, તેમજ વાટાઘાટોની તકનીકો અને તકનીકોનું જ્ઞાન જરૂરી છે.

શરીરની ઊર્જા તેજસ્વીતા- - ભૌતિક જથ્થા કે જે તાપમાનનું કાર્ય છે અને તે તમામ દિશાઓમાં અને સમગ્ર આવર્તન સ્પેક્ટ્રમમાં એકમ સપાટીના ક્ષેત્રમાંથી એકમ સમય દીઠ શરીર દ્વારા ઉત્સર્જિત ઊર્જાની સંખ્યાત્મક રીતે સમાન છે. J/s m²=W/m²

ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા- ફ્રીક્વન્સીઝ (અથવા તરંગલંબાઇ) ના સમગ્ર સ્પેક્ટ્રમ પર કિરણોત્સર્ગ ઊર્જાના વિતરણની લાક્ષણિકતા દર્શાવતું આવર્તન અને તાપમાનનું કાર્ય. , એક સમાન કાર્ય તરંગલંબાઇના સંદર્ભમાં લખી શકાય છે

તે સાબિત કરી શકાય છે કે ઊર્જા તેજસ્વીતાની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા, આવર્તન અને તરંગલંબાઇના સંદર્ભમાં વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, તે સંબંધ દ્વારા સંબંધિત છે:

એકદમ કાળું શરીર- થર્મોડાયનેમિક્સમાં વપરાતું ભૌતિક આદર્શીકરણ, એક એવું શરીર જે તેના પર તમામ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન ઘટનાને તમામ શ્રેણીઓમાં શોષી લે છે અને કંઈપણ પ્રતિબિંબિત કરતું નથી. નામ હોવા છતાં, સંપૂર્ણ કાળો પદાર્થ પોતે કોઈપણ આવર્તનના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનને ઉત્સર્જિત કરી શકે છે અને દૃષ્ટિની રંગ ધરાવે છે. એકદમ કાળા શરીરનું રેડિયેશન સ્પેક્ટ્રમ તેના તાપમાન દ્વારા જ નક્કી થાય છે.

સામાન્ય રીતે કોઈપણ (ગ્રે અને રંગીન) શરીરના થર્મલ રેડિયેશનના સ્પેક્ટ્રમના પ્રશ્નમાં એકદમ કાળા શરીરનું મહત્વ, તે હકીકત ઉપરાંત તે સૌથી સરળ બિન-તુચ્છ કેસનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, તે હકીકતમાં પણ રહેલું છે કે પ્રશ્ન કોઈપણ રંગ અને પ્રતિબિંબ ગુણાંકના શરીરના સંતુલન થર્મલ રેડિયેશનના સ્પેક્ટ્રમને ક્લાસિકલ થર્મોડાયનેમિક્સની પદ્ધતિઓ દ્વારા એકદમ કાળા શરીરના રેડિયેશનના પ્રશ્નમાં ઘટાડવામાં આવે છે (અને ઐતિહાસિક રીતે આ 19મી સદીના અંત સુધીમાં થઈ ચૂક્યું હતું, જ્યારે એકદમ કાળા શરીરના રેડિયેશનની સમસ્યા સામે આવી).

સંપૂર્ણપણે કાળા પદાર્થો પ્રકૃતિમાં અસ્તિત્વમાં નથી, તેથી ભૌતિકશાસ્ત્રમાં પ્રયોગો માટે મોડેલનો ઉપયોગ થાય છે. તે નાના છિદ્ર સાથે બંધ પોલાણ છે. આ છિદ્રમાંથી પ્રવેશતો પ્રકાશ પુનરાવર્તિત પ્રતિબિંબ પછી સંપૂર્ણપણે શોષાઈ જશે, અને છિદ્ર બહારથી સંપૂર્ણપણે કાળો દેખાશે. પરંતુ જ્યારે આ પોલાણ ગરમ થાય છે, ત્યારે તે તેના પોતાના દૃશ્યમાન કિરણોત્સર્ગનો વિકાસ કરશે. પોલાણની આંતરિક દિવાલો દ્વારા ઉત્સર્જિત કિરણોત્સર્ગ, તે છોડતા પહેલા (છેવટે, છિદ્ર ખૂબ જ નાનું છે), મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં મોટા પ્રમાણમાં નવા શોષણ અને કિરણોત્સર્ગમાંથી પસાર થશે, અમે વિશ્વાસ સાથે કહી શકીએ કે પોલાણની અંદર કિરણોત્સર્ગ દિવાલો સાથે થર્મોડાયનેમિક સંતુલનમાં છે. (હકીકતમાં, આ મોડેલ માટે છિદ્ર બિલકુલ મહત્વનું નથી, તે ફક્ત અંદર સ્થિત રેડિયેશનની મૂળભૂત અવલોકનક્ષમતા પર ભાર મૂકવા માટે જરૂરી છે; છિદ્ર, ઉદાહરણ તરીકે, સંપૂર્ણપણે બંધ થઈ શકે છે, અને જ્યારે સંતુલન પહેલાથી જ થઈ ગયું હોય ત્યારે જ ઝડપથી ખોલી શકાય છે. સ્થાપના કરી છે અને માપન હાથ ધરવામાં આવી રહ્યું છે).

2. કિર્ચહોફનો રેડિયેશન કાયદો- 1859 માં જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી કિર્ચહોફ દ્વારા સ્થાપિત ભૌતિક કાયદો. તેની આધુનિક રચનામાં, કાયદો નીચે પ્રમાણે વાંચે છે: કોઈપણ શરીરની ઉત્સર્જન ક્ષમતા અને તેની શોષણ ક્ષમતાનો ગુણોત્તર આપેલ તાપમાને આપેલ આવર્તન માટે તમામ સંસ્થાઓ માટે સમાન હોય છે અને તે તેમના આકાર, રાસાયણિક રચના વગેરે પર આધારિત નથી.

તે જાણીતું છે કે જ્યારે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન ચોક્કસ શરીર પર પડે છે, ત્યારે તેનો ભાગ પ્રતિબિંબિત થાય છે, ભાગ શોષાય છે અને ભાગ પ્રસારિત થઈ શકે છે. આપેલ આવર્તન પર શોષાયેલા કિરણોત્સર્ગના અપૂર્ણાંકને કહેવામાં આવે છે શોષણ ક્ષમતાશરીર બીજી બાજુ, દરેક ગરમ શરીર કહેવાય છે કે કેટલાક કાયદા અનુસાર ઊર્જા ઉત્સર્જન કરે છે શરીરની ઉત્સર્જન.

જ્યારે એક શરીરમાંથી બીજા શરીરમાં જતા હોય ત્યારે તેના મૂલ્યો અને મોટા પ્રમાણમાં બદલાઈ શકે છે, જો કે, કિર્ચહોફના કિરણોત્સર્ગના નિયમ અનુસાર, ઉત્સર્જન અને શોષણ ક્ષમતાઓનો ગુણોત્તર શરીરની પ્રકૃતિ પર આધારિત નથી અને તે આવર્તનનું સાર્વત્રિક કાર્ય છે ( તરંગલંબાઇ) અને તાપમાન:

વ્યાખ્યા મુજબ, એકદમ કાળો પદાર્થ તેના પરની તમામ કિરણોત્સર્ગ ઘટનાઓને શોષી લે છે, એટલે કે તેના માટે. તેથી, કાર્ય સંપૂર્ણપણે બ્લેક બોડીની ઉત્સર્જન સાથે સુસંગત છે, જે સ્ટેફન-બોલ્ટ્ઝમેન કાયદા દ્વારા વર્ણવવામાં આવ્યું છે, જેના પરિણામે કોઈપણ શરીરની ઉત્સર્જન માત્ર તેની શોષણ ક્ષમતાના આધારે શોધી શકાય છે.

સ્ટેફન-બોલ્ટ્ઝમેન કાયદો- બ્લેક બોડી રેડિયેશનનો કાયદો. તેના તાપમાન પર એકદમ કાળા શરીરની રેડિયેશન પાવરની અવલંબન નક્કી કરે છે. કાયદાનું નિવેદન: એકદમ કાળા શરીરની રેડિયેશન શક્તિ સપાટીના વિસ્તાર અને શરીરના તાપમાનની ચોથી શક્તિના સીધા પ્રમાણસર છે: પી = એસεσ ટી 4, જ્યાં ε એ ઉત્સર્જનની ડિગ્રી છે (તમામ પદાર્થો માટે ε< 1, для абсолютно черного тела ε = 1).

કિરણોત્સર્ગ માટે પ્લાન્કના નિયમનો ઉપયોગ કરીને, સ્થિરાંક σ ને પ્લાન્કનું સ્થિરાંક ક્યાં છે તે રીતે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે, k- બોલ્ટ્ઝમેન સતત, c- પ્રકાશની ગતિ.

સંખ્યાત્મક મૂલ્ય J s −1 m −2 K −4.

જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી ડબલ્યુ. વિએન (1864-1928), થર્મો- અને ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સના નિયમો પર આધાર રાખીને, કાર્યની મહત્તમતાને અનુરૂપ તરંગલંબાઇ l મહત્તમની અવલંબન સ્થાપિત કરી. આર એલ, ટી,તાપમાન પર ટી.અનુસાર વિએનનો વિસ્થાપન કાયદો,l મહત્તમ =b/T

એટલે કે તરંગલંબાઇ l મહત્તમ આર એલ, ટીબ્લેક બોડી, તેના થર્મોડાયનેમિક તાપમાનના વિપરીત પ્રમાણમાં છે, b-વિએનનું સ્થિરાંક: તેનું પ્રાયોગિક મૂલ્ય 2.9 10 -3 m K છે. અભિવ્યક્તિ (199.2) તેથી તેને કાયદો કહેવામાં આવે છે. ઓફસેટ્સખામી એ છે કે તે મહત્તમ કાર્યની સ્થિતિમાં ફેરફાર દર્શાવે છે આર એલ, ટીજેમ તાપમાન ટૂંકા તરંગલંબાઇના ક્ષેત્રમાં વધે છે. વિએનનો કાયદો સમજાવે છે કે કેમ, જેમ જેમ ગરમ શરીરનું તાપમાન ઘટતું જાય છે તેમ તેમ લાંબા-તરંગના કિરણોત્સર્ગ તેમના વર્ણપટમાં વધુને વધુ પ્રભુત્વ મેળવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ધાતુ ઠંડુ થાય છે ત્યારે સફેદ ગરમીનું લાલ ગરમીમાં સંક્રમણ).

થર્મલ રેડિયેશનના સિદ્ધાંતમાં સ્ટેફન-બોલ્ટ્ઝમેન અને વિએન કાયદા મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે તે હકીકત હોવા છતાં, તેઓ વિશિષ્ટ કાયદાઓ છે, કારણ કે તેઓ વિવિધ તાપમાને ઊર્જાના આવર્તન વિતરણનું સામાન્ય ચિત્ર આપતા નથી.

3. આ પોલાણની દિવાલોને તેમના પર પડતા પ્રકાશને સંપૂર્ણપણે પ્રતિબિંબિત કરવા દો. ચાલો કેટલાક શરીરને પોલાણમાં મૂકીએ જે પ્રકાશ ઊર્જાનું ઉત્સર્જન કરશે. પોલાણની અંદર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર ઉદભવશે અને છેવટે, તે રેડિયેશનથી ભરેલું હશે જે શરીર સાથે થર્મલ સંતુલનની સ્થિતિમાં છે. સંતુલન એ કિસ્સામાં પણ થશે જ્યારે કોઈ રીતે અભ્યાસ હેઠળના શરીરની ગરમીનું તેની આસપાસના વાતાવરણ સાથે વિનિમય સંપૂર્ણપણે નાબૂદ થઈ જાય (ઉદાહરણ તરીકે, અમે આ માનસિક પ્રયોગ શૂન્યાવકાશમાં કરીશું, જ્યારે થર્મલ વાહકતાની કોઈ ઘટના નથી અને સંવહન). માત્ર પ્રકાશના ઉત્સર્જન અને શોષણની પ્રક્રિયાઓ દ્વારા જ સંતુલન પ્રાપ્ત થશે: રેડિએટિંગ બોડીનું તાપમાન ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનના તાપમાન જેટલું હશે જે પોલાણની અંદરની જગ્યાને આઇસોટ્રોપિકલી ભરે છે, અને શરીરની સપાટીનો દરેક પસંદ કરેલ ભાગ ઉત્સર્જન કરશે. એકમ સમય દીઠ ઘણી ઊર્જા કારણ કે તે શોષી લે છે. આ કિસ્સામાં, બંધ પોલાણની અંદર મૂકવામાં આવેલા શરીરના ગુણધર્મોને ધ્યાનમાં લીધા વિના સંતુલન થવું આવશ્યક છે, જે, જો કે, સંતુલન સ્થાપિત કરવામાં લાગતા સમયને પ્રભાવિત કરે છે. પોલાણમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રની ઉર્જા ઘનતા, જેમ કે નીચે દર્શાવવામાં આવશે, સંતુલનની સ્થિતિમાં માત્ર તાપમાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

સંતુલન થર્મલ રેડિયેશનને દર્શાવવા માટે, માત્ર વોલ્યુમેટ્રિક ઊર્જા ઘનતા જ મહત્વપૂર્ણ નથી, પણ સ્પેક્ટ્રમ પર આ ઊર્જાનું વિતરણ પણ મહત્વનું છે. તેથી, અમે ફંક્શનનો ઉપયોગ કરીને પોલાણની અંદરની જગ્યાને આઇસોટ્રોપિકલી રીતે ભરતા સંતુલન કિરણોત્સર્ગને લાક્ષણિકતા આપીશું. u ω - સ્પેક્ટ્રલ રેડિયેશન ઘનતા,એટલે કે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફિલ્ડના એકમ વોલ્યુમ દીઠ સરેરાશ ઊર્જા, ω થી ω + δω સુધીના આવર્તન અંતરાલમાં વિતરિત અને આ અંતરાલના મૂલ્ય સાથે સંબંધિત. દેખીતી રીતે અર્થ uω તાપમાન પર નોંધપાત્ર રીતે આધાર રાખે છે, તેથી અમે તેને સૂચિત કરીએ છીએ u(ω, ટી).કુલ ઊર્જા ઘનતા યુ(ટી) સાથે સંકળાયેલ છે u(ω, ટી) સૂત્ર.

કડક શબ્દોમાં કહીએ તો, તાપમાનનો ખ્યાલ માત્ર સંતુલન થર્મલ રેડિયેશન માટે જ લાગુ પડે છે. સંતુલન સ્થિતિમાં, તાપમાન સ્થિર રહેવું જોઈએ. જો કે, તાપમાનનો ખ્યાલ ઘણીવાર અગ્નિથી પ્રકાશિત શરીરને દર્શાવવા માટે પણ વપરાય છે જે કિરણોત્સર્ગ સાથે સંતુલનમાં નથી. તદુપરાંત, સિસ્ટમના પરિમાણોમાં ધીમા ફેરફાર સાથે, આપેલ કોઈપણ સમયગાળામાં તેના તાપમાનને લાક્ષણિકતા આપવાનું શક્ય છે, જે ધીમે ધીમે બદલાશે. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, જો ગરમીનો કોઈ પ્રવાહ ન હોય અને તેજસ્વી શરીરની ઊર્જામાં ઘટાડો થવાને કારણે રેડિયેશન હોય, તો તેનું તાપમાન પણ ઘટશે.

ચાલો આપણે સંપૂર્ણપણે કાળા શરીરની ઉત્સર્જન અને સંતુલન કિરણોત્સર્ગની વર્ણપટની ઘનતા વચ્ચે જોડાણ સ્થાપિત કરીએ. આ કરવા માટે, અમે સરેરાશ ઘનતાની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાથી ભરેલા બંધ પોલાણની અંદર સ્થિત એકલ વિસ્તાર પર ઊર્જા પ્રવાહની ઘટનાની ગણતરી કરીએ છીએ. યુ ω .ઘન કોણ dΩ ની અંદર કોણ θ અને ϕ (ફિગ. 6a) દ્વારા નિર્ધારિત દિશામાં એકમ વિસ્તાર પર રેડિયેશન પડવા દો:

સંતુલન કિરણોત્સર્ગ આઇસોટ્રોપિક હોવાથી, આપેલ ઘન કોણમાં પ્રસારિત થતો અપૂર્ણાંક પોલાણને ભરવાની કુલ ઊર્જાની બરાબર છે. એકમ સમય દીઠ એકમ વિસ્તારમાંથી પસાર થતો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાનો પ્રવાહ

બદલી રહ્યા છે dΩઅભિવ્યક્તિ અને મર્યાદા (0, 2π) ની અંદર ϕ અને મર્યાદા (0, π/2) ની અંદર θ ઉપર સંકલિત કરીને, અમે એકમ વિસ્તાર પર કુલ ઊર્જા પ્રવાહની ઘટના મેળવીએ છીએ:

દેખીતી રીતે, સંતુલનની સ્થિતિમાં એકદમ કાળા શરીરની ઉત્સર્જનની અભિવ્યક્તિ (13) સમાન હોવી જરૂરી છે. આરω, ω નજીકના એકમ આવર્તન અંતરાલમાં પ્લેટફોર્મ દ્વારા ઉત્સર્જિત ઊર્જા પ્રવાહનું લક્ષણ

આમ, તે દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે સંપૂર્ણપણે કાળા શરીરની ઉત્સર્જન, c/4 ના પરિબળ સુધી, સંતુલન કિરણોત્સર્ગની વર્ણપટની ઘનતા સાથે એકરુપ છે. કિરણોત્સર્ગના દરેક સ્પેક્ટ્રલ ઘટક માટે સમાનતા (14) સંતુષ્ટ હોવી જોઈએ, તેથી તે અનુસરે છે કે f(ω, ટી)= u(ω, ટી) (15)

નિષ્કર્ષમાં, અમે નિર્દેશ કરીએ છીએ કે સંપૂર્ણ બ્લેક બોડીનું રેડિયેશન (ઉદાહરણ તરીકે, પોલાણમાં નાના છિદ્ર દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશ) હવે સંતુલનમાં રહેશે નહીં. ખાસ કરીને, આ કિરણોત્સર્ગ આઇસોટ્રોપિક નથી, કારણ કે તે બધી દિશાઓમાં પ્રચાર કરતું નથી. પરંતુ આવા કિરણોત્સર્ગ માટે સ્પેક્ટ્રમ પર ઉર્જાનું વિતરણ સમતુલા કિરણોત્સર્ગની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા સાથે મેળ ખાય છે જે પોલાણની અંદરની જગ્યાને આઇસોટ્રોપિકલી ભરે છે. આ અમને સંબંધ (14) નો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે કોઈપણ તાપમાને માન્ય છે. અન્ય કોઈ પ્રકાશ સ્ત્રોતમાં સમગ્ર સ્પેક્ટ્રમમાં સમાન ઊર્જા વિતરણ નથી. ઉદાહરણ તરીકે, વાયુઓમાં ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ અથવા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના પ્રભાવ હેઠળના ગ્લોમાં સ્પેક્ટ્રા હોય છે જે એકદમ કાળા શરીરના ગ્લોથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોય છે. અગ્નિથી પ્રકાશિત શરીરના સ્પેક્ટ્રમમાં ઊર્જાનું વિતરણ પણ એકદમ કાળા શરીરના ગ્લોથી સ્પષ્ટપણે અલગ છે, જે સામાન્ય પ્રકાશ સ્ત્રોત (ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટ સાથે અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવો) અને એકદમ કાળા શરીરના સ્પેક્ટ્રાની તુલના કરીને વધારે હતું.

4. સ્વતંત્રતાની ડિગ્રીમાં ઊર્જાના સમાન વિતરણના કાયદાના આધારે: દરેક ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઓસિલેશન માટે, સરેરાશ, એક ઊર્જા છે જે બે ભાગો kTનો સરવાળો છે. એક અડધો ભાગ તરંગના વિદ્યુત ઘટક દ્વારા ફાળો આપે છે, અને બીજો ચુંબકીય ઘટક દ્વારા. પોતે જ, પોલાણમાં સંતુલન કિરણોત્સર્ગને સ્થાયી તરંગોની સિસ્ટમ તરીકે રજૂ કરી શકાય છે. ત્રિ-પરિમાણીય અવકાશમાં સ્થાયી તરંગોની સંખ્યા આના દ્વારા આપવામાં આવે છે:

અમારા કિસ્સામાં, ઝડપ વિસમાન સેટ કરવું જોઈએ c, વધુમાં, બે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો સમાન આવર્તન સાથે, પરંતુ પરસ્પર લંબરૂપ ધ્રુવીકરણ સાથે, એક જ દિશામાં આગળ વધી શકે છે, પછી (1) વધુમાં બે વડે ગુણાકાર કરવો જોઈએ:

તેથી, રેલે અને જીન્સ, દરેક સ્પંદન માટે ઊર્જા સોંપવામાં આવી હતી. (2) દ્વારા ગુણાકાર કરવાથી, આપણે ઊર્જા ઘનતા મેળવીએ છીએ જે આવર્તન અંતરાલ dω પર પડે છે:

સંપૂર્ણપણે કાળા શરીરની ઉત્સર્જન વચ્ચેના સંબંધને જાણવું f(ω, ટી) થર્મલ રેડિયેશન ઊર્જાની સંતુલન ઘનતા સાથે, માટે f(ω, ટી) આપણે શોધીએ છીએ: અભિવ્યક્તિ (3) અને (4) કહેવાય છે રેલે-જીન્સ ફોર્મ્યુલા.

ફોર્મ્યુલા (3) અને (4) માત્ર લાંબી તરંગલંબાઇ માટે પ્રાયોગિક ડેટા સાથે સંતોષકારક રીતે સંમત થાય છે; તદુપરાંત, સંતુલન ઊર્જા ઘનતા માટે 0 થી ની શ્રેણીમાં એકીકરણ (3) ω ઉપર u(ટી) એક અનંત મોટું મૂલ્ય આપે છે. આ પરિણામ કહેવાય છે અલ્ટ્રાવાયોલેટ આપત્તિ, દેખીતી રીતે પ્રયોગનો વિરોધાભાસ કરે છે: કિરણોત્સર્ગ અને રેડિયેટિંગ બોડી વચ્ચેનું સંતુલન મર્યાદિત મૂલ્યો પર સ્થાપિત હોવું જોઈએ u(ટી).

અલ્ટ્રાવાયોલેટ આપત્તિ- શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રના વિરોધાભાસને વર્ણવતો ભૌતિક શબ્દ, જેમાં એ હકીકતનો સમાવેશ થાય છે કે કોઈપણ ગરમ શરીરની થર્મલ રેડિયેશનની કુલ શક્તિ અનંત હોવી જોઈએ. વિરોધાભાસનું નામ એ હકીકતને કારણે પડ્યું છે કે તરંગલંબાઇ ટૂંકી હોવાથી કિરણોત્સર્ગની સ્પેક્ટ્રલ પાવર ઘનતા અનિશ્ચિતપણે વધવી જોઈએ. સારમાં, આ વિરોધાભાસ બતાવે છે, જો શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્રની આંતરિક અસંગતતા નથી, તો ઓછામાં ઓછી પ્રારંભિક અવલોકનો અને પ્રયોગો સાથે અત્યંત તીવ્ર (વાહિયાત) વિસંગતતા.

5. પ્લાન્કની પૂર્વધારણા- મેક્સ પ્લાન્ક દ્વારા 14 ડિસેમ્બર, 1900 ના રોજ આગળ મૂકવામાં આવેલી એક પૂર્વધારણા અને જે જણાવે છે કે થર્મલ રેડિયેશન દરમિયાન ઊર્જા ઉત્સર્જિત થાય છે અને સતત નહીં, પરંતુ અલગ ક્વોન્ટામાં (ભાગો) માં શોષાય છે. આવા દરેક ક્વોન્ટમ ભાગમાં ઊર્જા હોય છે , આવર્તનના પ્રમાણસર ν કિરણોત્સર્ગ:

જ્યાં hઅથવા - પ્રમાણસરતા ગુણાંક, જેને પાછળથી પ્લાન્કનો કોન્સ્ટન્ટ કહેવામાં આવે છે. આ પૂર્વધારણાના આધારે, તેમણે શરીરના તાપમાન અને આ શરીર દ્વારા ઉત્સર્જિત કિરણોત્સર્ગ વચ્ચેના સંબંધની સૈદ્ધાંતિક વ્યુત્પત્તિની દરખાસ્ત કરી - પ્લાન્કનું સૂત્ર.

પ્લાન્કનું સૂત્ર- બ્લેક બોડી રેડિયેશનની સ્પેક્ટ્રલ પાવર ડેન્સિટી માટે અભિવ્યક્તિ, જે મેક્સ પ્લાન્ક દ્વારા મેળવવામાં આવી હતી. કિરણોત્સર્ગ ઊર્જા ઘનતા માટે u(ω, ટી):

રેલે-જીન્સ સૂત્ર સંતોષકારક રીતે માત્ર લાંબા-તરંગના પ્રદેશમાં જ રેડિયેશનનું વર્ણન કરે છે તે સ્પષ્ટ થયા પછી પ્લાન્કનું સૂત્ર પ્રાપ્ત થયું હતું. સૂત્ર મેળવવા માટે, પ્લાન્કે 1900 માં એવી ધારણા કરી હતી કે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન ઊર્જાના વ્યક્તિગત ભાગો (ક્વોન્ટા) ના સ્વરૂપમાં ઉત્સર્જિત થાય છે, જેની તીવ્રતા અભિવ્યક્તિ દ્વારા રેડિયેશનની આવર્તન સાથે સંબંધિત છે:

પ્રમાણસરતા ગુણાંકને પછીથી પ્લાન્કનો સ્થિરાંક કહેવામાં આવ્યો, = 1.054 · 10 −27 erg s.

થર્મલ રેડિયેશનના ગુણધર્મોને સમજાવવા માટે, ભાગો (ક્વોન્ટા) માં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનના ઉત્સર્જનની વિભાવના રજૂ કરવી જરૂરી હતી. બ્રેમ્સસ્ટ્રાહલંગ એક્સ-રે સ્પેક્ટ્રમમાં ટૂંકી-તરંગલંબાઈની મર્યાદાના અસ્તિત્વ દ્વારા પણ રેડિયેશનની ક્વોન્ટમ પ્રકૃતિની પુષ્ટિ થાય છે.

એક્સ-રે રેડિયેશન ત્યારે થાય છે જ્યારે નક્કર લક્ષ્યોને ઝડપી ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા બોમ્બમારો કરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન ઉર્જાનો માત્ર 1-3% રેડિયેશન માટે વપરાય છે, બાકીની એનોડ પર ગરમીના સ્વરૂપમાં છોડવામાં આવે છે, તેથી એનોડને પાણીથી ઠંડુ કરવામાં આવે છે. એનોડ પદાર્થમાં એકવાર, ઇલેક્ટ્રોન મજબૂત અવરોધ અનુભવે છે અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો (એક્સ-રે) નો સ્ત્રોત બની જાય છે.

જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન એનોડને અથડાવે છે ત્યારે તેની પ્રારંભિક ગતિ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે:

જ્યાં યુ- પ્રવેગક વોલ્ટેજ.

>નોંધપાત્ર ઉત્સર્જન માત્ર ઝડપી ઈલેક્ટ્રોનના તીક્ષ્ણ ઘટાડા સાથે જ જોવા મળે છે. યુ~ 50 kV, જ્યારે ( સાથે- પ્રકાશની ગતિ). ઇન્ડક્શન ઇલેક્ટ્રોન એક્સિલરેટરમાં - બીટાટ્રોન, ઇલેક્ટ્રોન 50 MeV, = 0.99995 સુધી ઊર્જા મેળવે છે સાથે. આવા ઇલેક્ટ્રોનને નક્કર લક્ષ્ય તરફ નિર્દેશિત કરીને, અમે ટૂંકા તરંગલંબાઇ સાથે એક્સ-રે રેડિયેશન મેળવીએ છીએ. આ કિરણોત્સર્ગ મહાન ભેદન શક્તિ ધરાવે છે. ક્લાસિકલ ઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ અનુસાર, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન મંદ થાય છે, ત્યારે શૂન્યથી અનંત સુધીની તમામ તરંગલંબાઇઓનું રેડિયેશન ઉદભવવું જોઈએ. ઇલેક્ટ્રોનની ઝડપ વધવાથી તરંગલંબાઇ કે જેના પર મહત્તમ રેડિયેશન પાવર થાય છે તે ઘટવું જોઈએ. જો કે, શાસ્ત્રીય સિદ્ધાંતમાં મૂળભૂત તફાવત છે: શૂન્ય શક્તિ વિતરણ કોઓર્ડિનેટના મૂળ પર જતું નથી, પરંતુ મર્યાદિત મૂલ્યો પર તૂટી જાય છે - આ છે એક્સ-રે સ્પેક્ટ્રમનો ટૂંકી તરંગલંબાઇનો અંત.

તે પ્રાયોગિક રીતે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે

શોર્ટ-વેવ બાઉન્ડ્રીનું અસ્તિત્વ કિરણોત્સર્ગના ક્વોન્ટમ પ્રકૃતિથી સીધું જ અનુસરે છે. ખરેખર, જો બ્રેકિંગ દરમિયાન ઈલેક્ટ્રોન દ્વારા ખોવાઈ ગયેલી ઉર્જાને કારણે રેડિયેશન થાય છે, તો ક્વોન્ટમની ઉર્જા ઈલેક્ટ્રોનની ઉર્જા કરતા વધી શકતી નથી. eU, એટલે કે , અહીંથી અથવા .

આ પ્રયોગમાં આપણે પ્લાન્કનું સ્થિરાંક નક્કી કરી શકીએ છીએ h. પ્લાન્કના સ્થિરાંકને નિર્ધારિત કરવા માટેની તમામ પદ્ધતિઓમાંથી, એક્સ-રે બ્રેમસ્ટ્રાહલંગ સ્પેક્ટ્રમની ટૂંકી-તરંગલંબાઇની સીમાને માપવા પર આધારિત પદ્ધતિ સૌથી સચોટ છે.

7. ફોટો અસર- આ પ્રકાશના પ્રભાવ હેઠળ પદાર્થમાંથી ઇલેક્ટ્રોનનું ઉત્સર્જન છે (અને, સામાન્ય રીતે કહીએ તો, કોઈપણ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન). કન્ડેન્સ્ડ પદાર્થો (ઘન અને પ્રવાહી) માં, બાહ્ય અને આંતરિક ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર હોય છે.

ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરના નિયમો:

ફોર્મ્યુલેશન ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરનો 1 લા કાયદો: આપેલ આવર્તન પર એકમ સમય દીઠ ધાતુની સપાટી પરથી પ્રકાશ દ્વારા ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા ધાતુને પ્રકાશિત કરતા પ્રકાશ પ્રવાહના સીધા પ્રમાણસર છે..

અનુસાર ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરનો 2 જી કાયદો, પ્રકાશ દ્વારા બહાર નીકળેલા ઇલેક્ટ્રોનની મહત્તમ ગતિ ઊર્જા પ્રકાશની આવર્તન સાથે રેખીય રીતે વધે છે અને તેની તીવ્રતા પર આધાર રાખતી નથી.

ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરનો 3 જી કાયદો: દરેક પદાર્થ માટે ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસરની લાલ મર્યાદા હોય છે, એટલે કે, પ્રકાશની લઘુત્તમ આવર્તન ν 0 (અથવા મહત્તમ તરંગલંબાઇ λ 0), જેના પર ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર હજી પણ શક્ય છે, અને જો ν 0 હોય, તો ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર નં. લાંબા સમય સુધી થાય છે.

આ કાયદાઓની સૈદ્ધાંતિક સમજૂતી આઈન્સ્ટાઈન દ્વારા 1905 માં આપવામાં આવી હતી. તે મુજબ, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન એ દરેક ઊર્જા સાથેના વ્યક્તિગત ક્વોન્ટા (ફોટોન્સ)નો પ્રવાહ છે, જ્યાં h એ પ્લાન્કનો સ્થિરાંક છે. ફોટોઇલેક્ટ્રિક અસર સાથે, ઘટના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનનો ભાગ ધાતુની સપાટી પરથી પ્રતિબિંબિત થાય છે, અને ભાગ ધાતુની સપાટીના સ્તરમાં પ્રવેશ કરે છે અને ત્યાં શોષાય છે. ફોટોનને શોષી લીધા પછી, ઇલેક્ટ્રોન તેમાંથી ઊર્જા મેળવે છે અને, કાર્ય કાર્ય કરીને, ધાતુને છોડે છે: hν = એ આઉટ + ડબલ્યુ ઇ, ક્યાં ડબલ્યુ ઇ- ધાતુ છોડતી વખતે ઇલેક્ટ્રોન પાસે મહત્તમ ગતિ ઊર્જા હોઈ શકે છે.

ઉર્જા સંરક્ષણના કાયદામાંથી, કણો (ફોટોન્સ) ના રૂપમાં પ્રકાશનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી વખતે, ફોટોઈલેક્ટ્રીક અસર માટે આઈન્સ્ટાઈનનું સૂત્ર નીચે મુજબ છે: hν = એ આઉટ + એક

જ્યાં એ આઉટ- કહેવાતા કાર્ય કાર્ય (પદાર્થમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને દૂર કરવા માટે જરૂરી ન્યૂનતમ ઊર્જા), Ek એ ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોનની ગતિ ઊર્જા છે (ગતિના આધારે, ક્યાં તો સાપેક્ષ કણની ગતિ ઊર્જાની ગણતરી કરી શકાય છે કે નહીં), ν એ આવર્તન છે ઉર્જા સાથે ઘટના ફોટોન hν, h- પ્લાન્ક સતત.

કાર્ય કાર્ય- લઘુત્તમ ઉર્જા (સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોન વોલ્ટમાં માપવામાં આવે છે) વચ્ચેનો તફાવત જે ઇલેક્ટ્રોનને ઘન શરીરના જથ્થામાંથી "સીધી" દૂર કરવા માટે આપવામાં આવવો જોઈએ, અને ફર્મી ઊર્જા.

ફોટો ઇફેક્ટની "લાલ" બોર્ડર- ન્યૂનતમ આવર્તન અથવા મહત્તમ તરંગલંબાઇ λ મહત્તમપ્રકાશ, જેના પર બાહ્ય ફોટોઈલેક્ટ્રિક અસર હજી પણ શક્ય છે, એટલે કે, ફોટોઈલેક્ટ્રોનની પ્રારંભિક ગતિ ઊર્જા શૂન્ય કરતા વધારે છે. આવર્તન માત્ર આઉટપુટ કાર્ય પર આધાર રાખે છે એ આઉટઇલેક્ટ્રોન: , ક્યાં એ આઉટ- ચોક્કસ ફોટોકેથોડ માટે કાર્ય કાર્ય, hપ્લાન્કનું સ્થિરાંક છે, અને સાથે- પ્રકાશની ગતિ. કાર્ય કાર્ય એ આઉટફોટોકેથોડની સામગ્રી અને તેની સપાટીની સ્થિતિ પર આધાર રાખે છે. ફોટોકોથોડ પર આવર્તન અથવા તરંગલંબાઇ λ નો પ્રકાશ આવતાની સાથે જ ફોટોઇલેક્ટ્રોનનું ઉત્સર્જન શરૂ થાય છે.

થર્મલ રેડિયેશન સ્ટેફન બોલ્ટ્ઝમેનનો કાયદો ઊર્જા તેજસ્વીતા R e અને કાળા શરીરની ઊર્જા તેજસ્વીતાની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા વચ્ચેનો સંબંધ ગ્રે બોડીની ઊર્જા તેજસ્વીતા વિએનનો વિસ્થાપન કાયદો (1 લા કાયદો) કાળા રંગની ઊર્જાની તેજસ્વીતાની મહત્તમ સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા પર નિર્ભરતા શરીર પર તાપમાન (બીજો કાયદો) પ્લાન્કનું સૂત્ર

થર્મલ રેડિયેશન 1. સૌર ઊર્જાની તેજસ્વીતાની મહત્તમ વર્ણપટની ઘનતા તરંગલંબાઇ = 0.48 માઇક્રોન પર થાય છે. ધારી રહ્યા છીએ કે સૂર્ય કાળા પદાર્થ તરીકે પ્રસારિત થાય છે, નક્કી કરો: 1) તેની સપાટીનું તાપમાન; 2) તેની સપાટી દ્વારા ઉત્સર્જિત શક્તિ. વિએનના વિસ્થાપન કાયદા અનુસાર, સ્ટીફન બોલ્ટ્ઝમેનના નિયમ અનુસાર સૂર્યની સપાટી દ્વારા ઉત્સર્જિત શક્તિ,

થર્મલ રેડિયેશન 2. પ્લેટિનમ A T = 0.8 ની શોષણ ક્ષમતા હોય તો 1 મિનિટમાં પીગળેલા પ્લેટિનમની સપાટી પરથી 50 સેમી 2 દ્વારા ગુમાવેલ ગરમીનું પ્રમાણ નક્કી કરો. પ્લેટિનમનું ગલનબિંદુ 1770 °C છે. સ્ટીફન બોલ્ટ્ઝમેનના નિયમ મુજબ પ્લેટિનમ દ્વારા ઉષ્માનું પ્રમાણ તેની ગરમ સપાટી દ્વારા ઉત્સર્જિત ઊર્જા જેટલું છે.

થર્મલ રેડિયેશન 3. ઇલેક્ટ્રિક ફર્નેસ પાવર P = 500 W વાપરે છે. d = 5.0 સે.મી.ના વ્યાસવાળા ખુલ્લા નાના છિદ્ર સાથે તેની આંતરિક સપાટીનું તાપમાન 700 °C છે. દીવાલો દ્વારા કેટલો વીજ વપરાશ થાય છે? સ્ટેફન બોલ્ટ્ઝમેનના કાયદા અનુસાર, દિવાલો દ્વારા વિખેરી નાખવામાં આવતી શક્તિના છિદ્ર દ્વારા છોડવામાં આવતી શક્તિના સરવાળા દ્વારા કુલ શક્તિ નક્કી કરવામાં આવે છે,

થર્મલ રેડિયેશન 4 ટંગસ્ટન ફિલામેન્ટને વેક્યૂમમાં I = 1 A થી તાપમાન T 1 = 1000 K સુધીના બળ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. વર્તમાન તાકાત પર ફિલામેન્ટને T 2 = 3000 K તાપમાને ગરમ કરવામાં આવશે? ટંગસ્ટનના શોષણ ગુણાંક અને તાપમાન T 1, T 2 ને અનુરૂપ તેની પ્રતિકારકતા સમાન છે: a 1 = 0.115 અને a 2 = 0.334; 1 = 25, ઓહ્મ m, 2 = 96, ઓહ્મ મીટર ઉત્સર્જિત શક્તિ એ સ્ટીફન બોલ્ટ્ઝમેનના કાયદા અનુસાર કંડક્ટરમાં મુક્ત થયેલ ઇલેક્ટ્રિક પાવર સ્થિર સ્થિતિમાં ઇલેક્ટ્રિકલ સર્કિટમાંથી વપરાશમાં લેવાયેલી શક્તિ જેટલી છે.

થર્મલ રેડિયેશન 5. સૂર્યના સ્પેક્ટ્રમમાં, ઊર્જાની તેજસ્વીતાની મહત્તમ વર્ણપટની ઘનતા .0 = 0.47 માઇક્રોનની તરંગલંબાઇ પર થાય છે. એમ ધારી રહ્યા છીએ કે સૂર્ય સંપૂર્ણપણે કાળા પદાર્થ તરીકે ઉત્સર્જિત થાય છે, તેના વાતાવરણની બહાર પૃથ્વીની નજીક સૌર કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતા (એટલે ​​​​કે રેડિયેશન ફ્લક્સ ડેન્સિટી) શોધો. તેજસ્વી તીવ્રતા (કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતા) સ્ટેફન બોલ્ટ્ઝમેન અને વિએનના કાયદા અનુસાર તેજસ્વી પ્રવાહ

થર્મલ રેડિયેશન 6. તરંગલંબાઇ 0, જે બ્લેક બોડી રેડિયેશન સ્પેક્ટ્રમમાં મહત્તમ ઊર્જા માટે જવાબદાર છે, તે 0.58 માઇક્રોન છે. ઉર્જા લ્યુમિનોસિટી (r,T) મેક્સની મહત્તમ વર્ણપટની ઘનતા નક્કી કરો, તરંગલંબાઇ અંતરાલ = 1 nm, 0 ની નજીક માટે ગણવામાં આવે છે. ઉર્જા તેજસ્વીતાની મહત્તમ સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા તાપમાનની પાંચમી શક્તિના પ્રમાણસર છે અને તે વિએનના 2જા નિયમ દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. તાપમાન T એ વિએનના ડિસ્પ્લેસમેન્ટ લો વેલ્યુ પરથી દર્શાવવામાં આવે છે C એ SI એકમોમાં આપવામાં આવે છે, જેમાં એકમ તરંગલંબાઇ અંતરાલ = 1 મીટર સમસ્યાની શરતો અનુસાર, 1 ની તરંગલંબાઇ અંતરાલ માટે ગણતરી કરેલ સ્પેક્ટ્રલ લ્યુમિનોસિટી ઘનતાની ગણતરી કરવી જરૂરી છે. nm, તેથી અમે SI એકમોમાં C ની કિંમત લખીએ છીએ અને આપેલ તરંગલંબાઇ અંતરાલ માટે તેની પુનઃ ગણતરી કરીએ છીએ:

થર્મલ રેડિયેશન 7. સૌર કિરણોત્સર્ગ સ્પેક્ટ્રમનો અભ્યાસ દર્શાવે છે કે ઊર્જા તેજસ્વીતાની મહત્તમ સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા તરંગલંબાઇ = 500 એનએમને અનુરૂપ છે. સૂર્યને કાળા શરીર તરીકે લેતા, નક્કી કરો: 1) સૂર્યની ઊર્જાસભર તેજ R e; 2) સૂર્ય દ્વારા ઉત્સર્જિત ઊર્જા પ્રવાહ F e; 3) 1 સેકન્ડમાં સૂર્ય દ્વારા ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોનો સમૂહ (તમામ લંબાઈના) 1. સ્ટીફન બોલ્ટ્ઝમેન અને વિએનના નિયમો અનુસાર 2. તેજસ્વી પ્રવાહ 3. t = 1 સે દરમિયાન સૂર્ય દ્વારા ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોનો સમૂહ (તમામ લંબાઈ), અમે સમૂહ અને ઊર્જાના પ્રમાણસરતાના નિયમને લાગુ કરીને નક્કી કરીએ છીએ. E = ms 2. t સમય દરમિયાન ઉત્સર્જિત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોની ઊર્જા, સમય દ્વારા ઊર્જા પ્રવાહ Ф e (કિરણોત્સર્ગ શક્તિ) ના ઉત્પાદન જેટલી છે: E=Ф e t. તેથી, Ф e =ms 2, જ્યાંથી m= Ф e /с 2.

થર્મલ રેડિયેશનને કારણે શરીર જે ઊર્જા ગુમાવે છે તે નીચેના જથ્થા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

રેડિયેશન ફ્લક્સ (એફ) -શરીરની સમગ્ર સપાટી પરથી એકમ સમય દીઠ ઉત્સર્જિત ઊર્જા.

હકીકતમાં, આ થર્મલ રેડિયેશનની શક્તિ છે. રેડિયેશન ફ્લક્સનું પરિમાણ [J/s = W] છે.

ઉર્જા તેજ (પુનઃ) -ગરમ શરીરની એકમ સપાટીમાંથી એકમ સમય દીઠ ઉત્સર્જિત થર્મલ રેડિયેશનની ઊર્જા:

SI સિસ્ટમમાં, ઊર્જાસભર તેજ માપવામાં આવે છે - [W/m 2].

રેડિયેશન ફ્લક્સ અને ઊર્જાસભર તેજ પદાર્થની રચના અને તેના તાપમાન પર આધાર રાખે છે: Ф = Ф(Т),

ઉષ્મીય કિરણોત્સર્ગના સ્પેક્ટ્રમ પર ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાનું વિતરણ તેની લાક્ષણિકતા દર્શાવે છે વર્ણપટની ઘનતા.ચાલો તરંગલંબાઈની સાંકડી શ્રેણીમાં 1 સેકન્ડમાં એક સપાટી દ્વારા ઉત્સર્જિત થર્મલ રેડિયેશનની ઊર્જાને દર્શાવીએ λ થી λ +d λ, dRe દ્વારા.

સ્પેક્ટ્રલ લ્યુમિનોસિટી ડેન્સિટી (r) અથવા ઇમિસિવિટીસ્પેક્ટ્રમના સાંકડા ભાગમાં (dRe) અને આ ભાગ (dλ) ની પહોળાઈમાં ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાના ગુણોત્તરને કહેવામાં આવે છે:

થી તરંગલંબાઇ શ્રેણીમાં વર્ણપટની ઘનતા અને ઊર્જાસભર તેજ (dRe) નું અંદાજિત સ્વરૂપ λ થી λ +d λ, ફિગમાં બતાવેલ છે. 13.1.

ચોખા. 13.1.ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાની સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા

તરંગલંબાઇ પર ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાની વર્ણપટની ઘનતાની અવલંબન કહેવાય છે. શરીરના રેડિયેશન સ્પેક્ટ્રમ. આ અવલંબનનું જ્ઞાન વ્યક્તિને કોઈપણ તરંગલંબાઈની શ્રેણીમાં શરીરની ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાની ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે. તરંગલંબાઇની શ્રેણીમાં શરીરની ઊર્જાસભર તેજસ્વીતાની ગણતરી માટેનું સૂત્ર છે:

કુલ તેજસ્વીતા છે:

શરીર માત્ર ઉત્સર્જન કરતું નથી, પણ થર્મલ રેડિયેશનને પણ શોષી લે છે. કિરણોત્સર્ગ ઊર્જાને શોષવાની શરીરની ક્ષમતા તેના પદાર્થ, તાપમાન અને રેડિયેશનની તરંગલંબાઇ પર આધારિત છે. શરીરની શોષણ ક્ષમતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંક α.

શરીરની સપાટી પર એક પ્રવાહ પડવા દો મોનોક્રોમેટિકતરંગલંબાઇ λ સાથે રેડિયેશન Φ λ. આ પ્રવાહનો ભાગ પ્રતિબિંબિત થાય છે, અને ભાગ શરીર દ્વારા શોષાય છે. ચાલો આપણે શોષિત પ્રવાહ Φ λ abs ની તીવ્રતા દર્શાવીએ.

મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંક α λઘટના મોનોક્રોમેટિક ફ્લક્સની તીવ્રતા માટે આપેલ શરીર દ્વારા શોષાયેલા રેડિયેશન ફ્લક્સનો ગુણોત્તર છે:

મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંક એ પરિમાણહીન જથ્થો છે. તેના મૂલ્યો શૂન્ય અને એક વચ્ચે આવેલા છે: 0 ≤ α ≤ 1.

કાર્ય α = α(λ,Τ) , તરંગલંબાઇ અને તાપમાન પર મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંકની અવલંબન વ્યક્ત કરે છે, કહેવાય છે શોષણ ક્ષમતાસંસ્થાઓ તેનો દેખાવ તદ્દન જટિલ હોઈ શકે છે. શોષણના સૌથી સરળ પ્રકારોની નીચે ચર્ચા કરવામાં આવી છે.

શુદ્ધ કાળું શરીરએક એવું શરીર છે જેનો શોષણ ગુણાંક તમામ તરંગલંબાઇ માટે એકતા સમાન છે: α = 1.

ગ્રે બોડીએક એવું શરીર છે કે જેના માટે શોષણ ગુણાંક તરંગલંબાઇ પર આધારિત નથી: α = const< 1.

એકદમ સફેદ શરીરએક એવું શરીર છે જેનો શોષણ ગુણાંક તમામ તરંગલંબાઇ માટે શૂન્ય છે: α = 0.

કિર્ચહોફનો કાયદો

કિર્ચહોફનો કાયદો- શરીરની ઉત્સર્જન ક્ષમતા અને તેની શોષણ ક્ષમતાનો ગુણોત્તર તમામ સંસ્થાઓ માટે સમાન છે અને તે એકદમ કાળા શરીરની ઊર્જા તેજસ્વીતાના સ્પેક્ટ્રલ ઘનતા જેટલો છે:

= /

કાયદાનું પરિણામ:

1. જો આપેલ તાપમાન પર શરીર કોઈપણ રેડિયેશનને શોષી શકતું નથી, તો તે તેને ઉત્સર્જન કરતું નથી. ખરેખર, જો ચોક્કસ તરંગલંબાઇ માટે શોષણ ગુણાંક α = 0 હોય, તો r = α∙ε(λT) = 0

1. સમાન તાપમાને કાળું શરીરઅન્ય કોઈપણ કરતાં વધુ વિકિરણ કરે છે. ખરેખર, સિવાય તમામ સંસ્થાઓ માટે કાળોα < 1, поэтому для них r = α∙ε(λT) < ε

2. જો કોઈ ચોક્કસ શરીર માટે આપણે તરંગલંબાઈ અને તાપમાન - α = r = α(λT) પર મોનોક્રોમેટિક શોષણ ગુણાંકની અવલંબન પ્રાયોગિક રીતે નક્કી કરીએ, તો પછી આપણે તેના રેડિયેશનના વર્ણપટની ગણતરી કરી શકીએ છીએ.