КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ

Основные формулы

· Поток энергии , т.е. энергия, излучаемая (или поглощаемая) телом за единицу времени:

где – энергия, излучаемая (или поглощаемая) телом во всем диапазоне частот (длин волн) за время .

· Энергетическая светимость тела:

где – поток излучения с участка поверхности тела площадью .

· Закон Стефана-Больцмана:

,

где – энергетическая светимость (излучательность) чёрного тела; – постоянная Стефана-Больцмана; – абсолютная температура.

· Энергетическая светимость серого тела:

,

где – поглощательная способность серого тела.

· Спектральная плотность энергетической светимости:

.

· Связь энергетической светимости и спектральной плотности энергетической светимости чёрного тела:

.

· Закон смещения Вина:

где – длина волны, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости чёрного тела; – постоянная Вина.

· Зависимость максимальной спектральной плотности энергетической светимости чёрного тела от температуры:

где

· Формула Рэлея-Джинса для спектральной плотности энергетической светимости чёрного тела:

где – постоянная Больцмана;

– скорость света в вакууме; – частота излучения.

· Энергия кванта света (фотона):

где - постоянная Планка.

· Импульс и масса фотона:

, .

· Формула Эйнштейна для внешнего фотоэффекта:

,

где – работа выхода электрона из металла; – максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона, – масса электрона.

Если , то или , где – «красная граница» фотоэффекта, т.е. минимальная частота или максимальная длина волны, при которой возможен фотоэффект.

· Связь между максимальной кинетической энергией электрона и задерживающим напряжением:

,

где – заряд электрона.

· Давление света при нормальном падении на поверхность

,

где – коэффициент отражения (для зеркальной поверхности , для чёрной поверхности ); – объёмная плотность энергии излучения; – энергия всех фотонов; – площадь поверхности, на которую падает свет; – скорость света в вакууме; – время воздействия света; – число фотонов; - объем.

· Изменение длины волны рентгеновского излучения при комптоновском рассеянии:

,

где и – длина волны падающего и рассеянного излучения соответственно, – масса электрона, – угол рассеяния.