Αναρτήσεις

Προβολή αναρτήσεων από Μάιος, 2026

Μέλαν σώμα. Ο νόμος του Planck

Εικόνα
  Σε προηγούμενη ανάρτηση υπολογίσαμε τη φασματική ένταση ακτινοβολίας του μέλανος σώματος που προβλέπει η κλασική φυσική \(J_{cl}\!=\! 2 \pi f^2/c^2 \cdot kT\) (νόμος των Rayleigh-Jeans). Η διαδικασία της εξαγωγής μας έδειξε ότι ο πρώτος όρος \(2 \pi f^2/c^2\) απλά «μετράει» το πλήθος των ΗΜ κυμάτων με συχνότητα στη «γειτονιά» της \(f\), ενώ ο δεύτερος όρος \(k_BT\) δεν είναι παρά η μέση θερμική ενέργεια που προβλέπει η κλασική φυσική για κάθε τέτοιο κύμα. Συγκρίνοντας με το αντίστοιχο αποτέλεσμα του Planck \(J\!=\! 2 \pi f^2/c^2\) \(\cdot hf/(e^{hf/kT} -1) \) βλέπουμε ότι ο πρώτος όρος εμφανίζεται και εδώ απαράλλαχτος, όπως το περιμέναμε, όμως τώρα τη θέση της μέσης θερμικής ενέργειας \(k_BT\) την έχει πάρει η \(E_{th} = hf/(e^{hf/kT} -1) \). Ποια είναι άραγε η καινούργια φυσική που πρέπει να εισαγάγουμε ώστε η θερμική ενέργεια αντί για \(k_BT\) να γίνει \(E_{th}\);  Θα δείξουμε ότι για να πάρουμε τη σωστή μέση θερμική ενέργεια \(E_{th}\) θα πρέπει να θεωρήσουμε ότι ...