Repetitor.Biniko.com
   Образовательный портал


Бесплатный каталог репетиторов
Новости   Профессии   Блоги
Вопросы и ответы   Форум
On-line тестирование






 
Главная
Поиск
Новости
Статьи
Профессии
ЕГЭ - Россия
ВНТ - Украина
ЕНТ - Казахстан
ЦТ - Беларусь
Блоги
Репетиторы
Вопросы и ответы
On-line тестирование
Форум

 




Регистрация:

  Учителя
  Учащиеся
Логин:    Пароль:   


Блоги

Категория: Физика

61. Давление фотонного газа

61. Давление фотонного газа



Формулы (59.6) и (59.7) являются существенно нерелятивистскими, т. е. применимы только в тех случаях, когда средние скорости теплового движения молекул пренебрежимо малы по сравнению со скоростью света. Напротив, применимость формул (59.4) и (59.5) не связана с этим ограничением. Когда скорость частиц газа сравнима со скоростью света, газ называется релятивистским. В земных условиях такой случай осуществляется только для фотонного газа, т. е. газа, состоящего из фотонов, хаотически движущихся во всевозможных направлениях. Фотонный газ всегда релятивистский, поскольку фотоны всегда движутся со скороетью света.

Допустим, что имеется полость, стенки которой изготовлены из произвольного материала и поддерживаются при постоянной температуре. Стенки излучают и поглощают фотоны, в результате чего в полости и образуется фотонный газ. Каждый фотон, поглощаясь стенкой или отражаясь от нее, передает ей некоторый импульс. При излучении фотона стенка испытывает отдачу. В результате этих процессов возникает давление фотонного газа на стенки полости. Так как фотонный газ предполагается изотропным, т. е. все направления движения фотонов в нем представлены с равной вероятностью, то для вычисления давления фотонного газа на стенку сосуда можно воспользоваться общей формулой (59.5). Энергия фотона е связана с его импульсом соотношением р = г/с, скорость фотона v = с, где с — скорость света. Поэтому формула (59.5) дает

PV = V3{Nz) = V3E, (61.1)



где N — общее число фотонов в полости, а Е — средняя энергия всего фотонного газа. Давление фотонного газа равно одной трети плотности энергии излучения в полости. Формула (61.1) аналогична формуле (59.8), но отличается от нее коэффициентом. Разница обусловлена различием соотношений между энергией и импульсом для нерелятивистской частицы и для фотона.

В отличие от обычного газа, в котором молекулы не могут возникать и уничтожаться, число фотонов N в полости — величина непостоянная. Фотоны могут излучаться и поглощаться стенками полости^Поэтому для средней энергии излучения в полости нельзя писать Е = ./Ve, а следует писать Ё = (Ne), как это и сделано в формуле (61.1).

Коэффициент 1/3 получился потому, что излучение в полости предполагалось изотропным. Как распределена энергия излучения по спектру частот — это не имеет никакого значения. Существенна только изотропия излучения. Если излучение не изотропно, то формула (61.1) сохранит свой вид, но коэффициент 1/3 заменится другим. Например, если излучение падает на стенку нормально и отражается от нее также нормально, то PV = Е.

Формула (61.1) играет важную роль в теории теплового излучения.



Автор: Диков Александр Дата: 2010-05-17 01:08:55 Просмотров: 1262


Комментарии отсутствуют


 

Добавить комментарий:


Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

 

    Репетиторы, математика, русский язык, физика, сдать ЕГЭ, ЕГЭ 2012, тестирование ЕГЭ, ответы по ЕГЭ, репетитор, карта сайта,


    Все права защищены и принадлежат авторам размещающих материалы на сайте. Данный сайт ни какой ответственности за размещенный материал не несет. Копирование материалов возможна только с указанием URL ссылки на исходный материал.