Vågrörelselära: Skillnad mellan sidversioner
Hakan (diskussion | bidrag) |
Hakan (diskussion | bidrag) |
||
| Rad 1: | Rad 1: | ||
== Kap 12 - Svartkroppsstrålning | == Kap 12 - [[Svartkroppsstrålning]] == | ||
{{Lm4 |Svartkroppsstrålning |230-232}} | |||
[[Bild:BlackbodySpectrum loglog 150dpi en.png|thumb|400px|Spektrum av svartkroppsstrålning vid olika temperaturer på en dubbellogaritmisk skala; den gula kurvan visar solens yttemperatur och regnbågen det synliga spektrumet.]] | [[Bild:BlackbodySpectrum loglog 150dpi en.png|thumb|400px|Spektrum av svartkroppsstrålning vid olika temperaturer på en dubbellogaritmisk skala; den gula kurvan visar solens yttemperatur och regnbågen det synliga spektrumet.]] | ||
Versionen från 29 april 2015 kl. 10.57
Kap 12 - Svartkroppsstrålning
Emittans
En absolut svart kropp strålar ut energi med en våglängdsfördelning som beror av temperaturen.
Emittans [math]\displaystyle{ M }[/math] är effekt per ytenhet, W/m2.
Plancks lag
Värmestrålningen beror av temperatur och våglängd och det finns en formel för den spektrala emittansen.
- [math]\displaystyle{ \frac{dM}{d\lambda} = \frac{2 \pi hc^2}{\lambda^5}\frac{1}{ e^{\frac{hc}{\lambda k_\mathrm{B}T}} - 1} }[/math].
Där [math]\displaystyle{ k_B }[/math] är Boltzmanns konstant, h är Plancks konstant, och c är ljusets hastighet
Enheten är [math]\displaystyle{ W \: / \: m^3 }[/math]
Wiens förskjutningslag
Svartkroppstrålningen är ett spektrum av våglängder.
Den våglängd med maximal emittans [math]\displaystyle{ \lambda_m }[/math] ges av
- [math]\displaystyle{ \lambda_m T = konstant }[/math]
Stefan-Boltzmanns lag
- [math]\displaystyle{ M = \sigma T^4 }[/math]
där [math]\displaystyle{ \sigma = 5.67 \: 10^8 W/(m^2K^4) }[/math]
och [math]\displaystyle{ M }[/math]är emittansen.
Wikipedia skriver om Svartkropp
Lös uppgifter
Räkna uppgifterna 12.1 - 12.7
GeoGebra
| Uppgift |
|---|
| Testa själv
ladda ner filen ovan och testa dess funktion. Du märker att vi skulle behöva logaritmiska axlar i GeoGebra eller hur. Det går tyvärr inte. Titta på tracefunktionen hur maxpunkten flyttar sig vid ändrad temperatur. Beräkna arean under kurvorna med temperaturerna 3000 K och 6000 K. Vad representerar areorna? Vilket är förhållandet mellan areorna? Vilket fysikaliskt samband har du just visat? |
Glödgning
Tabellen visar temperatur och färg för glödgat järn. Wikipedia skriver om Smide
| Temperatur °C | Färg | Färgnamn |
| 400 | Rödvarm, synlig i mörker | |
| 474 | Rödvarm, synlig i skymning | |
| 525 | Rödvarm, synlig i dagsljus | |
| 581 | Rödvarm, synlig i solljus | |
| 700 | Mörkröd | |
| 800 | Mörkt körsbärsröd | |
| 900 | Körsbärsröd | |
| 1000 | Ljust körsbärsröd | |
| 1100 | Orangeröd | |
| 1200 | Gulorange | |
| 1300 | Gulvit | |
| 1400 | Vit | |
| 1500 | Lysande vit | |
| 1600 | Blåvit |
Fotonen - Kap 12 s 232-240
Fotoelektrisk effekt
Om man lyser med högfrekvent ljus på en metall kommer det att skapas en ström i metallen. Det beror på att ljusets fotoner har hög energi och slår loss elektroner från atomerna. Detta kallas den fotoelektriska effekten.
Kap 12 - Elektromagnetisk strålning, s 241- 252
Fotonen
Elektromagnetisk strålning kan även beskrivas som en ström av partiklar, fotoner. Fotonen har energin [math]\displaystyle{ E = h f }[/math] där h är Plancks konstant.
- [math]\displaystyle{ h = 6.626 10^-34 Js }[/math]
Fotoelektriska lagen
- [math]\displaystyle{ h f = E_u + E_k }[/math]
Där [math]\displaystyle{ E_u }[/math] är utträdesenergin och [math]\displaystyle{ E_k }[/math] är elektronens kinesiska energi.