Задачи по "Физике"

1.Как максимальная спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела, связана с температурой?

                                            Решение:

Количественной характеристикой теплового излучения служит спектральная плотность энергетической светимости (излучательности) тела — мощность излучения с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины:

[pic 1]

где d[pic 2] — энергия электромагнитного излучения, испускаемого за единицу времени (мощность излучения) с единицы площади поверхности тела в интервале частот от ν до ν+dν.

Единица спектральной плотности энергетической светимости (Rν,T) — джоуль на метр в квадрате (Дж/м2).

Записанную формулу можно представить в виде функции длины волны:

[pic 3]

Так как c=λν, то

[pic 4]

где знак минус указывает на то, что с возрастанием одной из величин (ν или λ) другая величина убывает. Поэтому в дальнейшем знак минус будем опускать. Таким образом,

[pic 5]                                        (1)

С помощью формулы (1) можно перейти от Rν,T  к Rλ,T и наоборот.

Зная спектральную плотность энергетической светимости, можно вычислить интегральную энергетическую светимость (интегральную излучательность) (ее называют просто энергетической светимостью тела), просуммировав по всем частотам:

[pic 6]                                (2)

Способность тел поглощать падающее на них излучение характеризуется спектральной поглощательной способностью

[pic 7]

показывающей, какая доля энергии, приносимой за единицу времени на единицу площади поверхности тела падающими на нее электромагнитными волнами с частотами от ν до ν+dν, поглощается телом. Спектральная поглощательная способность — величина безразмерная. Величины Rν,T  и Аν,T зависят от природы тела, его термодинамической температуры и при этом различаются для излучений с различными частотами. Поэтому эти величины относят к определенным Т и ν (вернее, к достаточно узкому интервалу частот от ν до ν+dν).

Тело, способное поглощать полностью при любой температуре все падающее на него излучение любой частоты, называется черным. Следовательно, спектральная поглощательная способность черного тела для всех частот и температур тождественно равна единице ([pic 8]). Абсолютно черных тел в природе нет, однако такие тела, как сажа, платиновая чернь, черный бархат и некоторые другие, в определенном интервале частот по своим свойствам близки к ним.

2. При колебаниях столба воздуха в трубе с открытыми торцами, на концах трубы возникают… выбрать ответ 1) пучности смещения и давления 2) пучности смещения и узлы давления 3) пучности давления и узлы смещения 4) узлы смещения и давления.

                                      Решение:

Стоячие волны являются частным случаем интерференции волн. Стоячие волны характеризуются узлами B – точками, в которых отсутствуют колебания, и пучностями C – точками, амплитуда колебаний в которых максимальна. Анализ того, что образуется на границе отражения - узел или пучность, зависит от соотношения плотностей сред. Если среда, от которой происходит отражение, более плотная, чем среда, в которой распространяется волна, то на границе получается узел. Если среда, от которой происходит отражение, менее плотная, чем та, в которой распространяется волна, то на границе получается пучность.