MeRSZ online
okoskönyvtár

Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.

Válts MeRSZ+ -ra!

Simonyi Károly

A fizika kultúrtörténete a kezdetektől a huszadik század végéig


5.3.6. A sugárzási formula statisztikus levezetése: előjáték a kvantumelektronikához

Einstein a Planck-féle sugárzási formulára vonatkozó, már említett levezetésében csak a Bohr-elmélet azon tételeit használja fel., hogy egy mikrorendszer diszkrét energiaállapotban lehet stacionáriusan, és két ilyen energiaállapot közötti átmenetkor az E2E1 = frekvenciafeltételnek megfelelően sugároz. Gondolatmenete – amely 1916-ból származik – a következő:
Helyezzük el a feketesugárzással teli térbe a mikrorendszerünket, amelynek a jelen pillanatban csak a kívánt n frekvenciához vezető E2 és E1 energiaszintje érdekel. A következő kölcsönhatások lehetségesek (5.3-15a ábra).
 
5.3-15 ábra.
a) A részecske és a sugárzási tér kölcsönhatásának alaptípusai;. b) A sugárzó tér és a részecskék termikus egyensúlyának levezetéséhez.
 
a) Abszorpció: az atom elnyel egy hn kvantumot, és az alacsonyabb E1 energiaszintről a magasabb E2 szintre kerül. Az abszorpciók száma egyenesen arányos az E1 szinten tartózkodó atomok N1 számával, valamint az u(v, T) energiasűrűséggel: B12N1 u (v, T).
b) Spontán emisszió: a magasabb E2 szinten levő atomok meghatározott átlagidő után minden külső behatás nélkül is visszatérnek az alacsonyabb E1 szintre egy-egy hv foton emissziójával. Ez az emisszió független a sugárzó tér energiasűrűségétől. A spontán emissziók száma kizárólag az E2 szinten levő atomok N2 számával egyenesen arányos: AN2.
c) Indukált emisszió: a magasabb E2 szinten levő atomok a sugárzó tér hatására hv foton kibocsátásával kerülnek vissza az E1 állapotba. Az ilyen emissziók száma természetesen egyenesen arányos N2-vel és u(v, T)-vel is: B21N2 u(v, T).
Egyensúly esetén (5.3-15b ábra) az időegység alatti abszorpciók száma meg kell hogy egyezzék az emissziók számával:
 
 
Ha figyelembe vesszük azt, hogy termikus egyensúly esetén az atomok a Boltzmann-törvény szerint oszlanak el a különböző energiaszinteken, vagyis
 
 
az u(v, T) energiasűrűségre a következő kifejezést kapjuk:
 
 
Írjuk át ezt az egyenletet a következő alakúra:
 
 
Ha most megköveteljük, hogy ha T minden határon túl nő, u(v, T) is tartson a végtelenhez, akkor B21/B12 = 1 kell hogy legyen, vagyis B21= B21. Ha még azt is megköveteljük, hogy olyan alakú legyen, amelyet a Wien-törvény követel, akkor
 
 
és így eljutunk a Planck-törvény alakjához.

A fizika kultúrtörténete a kezdetektől a huszadik század végéig

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2020

ISBN: 978 963 454 490 6

A magyar természettudományos könyvkiadás talán legjelentősebb műve most először jelenik meg a legendás szerző által megalkotott teljességében. A 2001-ben elhunyt Simonyi Károly legutoljára egy német kiadás számára dolgozott könyvén, s az ekkor keletkezett szakaszok, amelyek a XX. század utolsó évtizedét is átfogják, csak most jutnak el a hazai olvasókhoz. A fizika kultúrtörténete az emberi gondolkodással egyidős tudományág fejlődését mutatja be a kezdetektől napjainkig. Az izgalmas történetet a fontos mérföldköveket jelentő kísérletek, elméletek és bizonyítások könnyen érthető leírásán túl a fizikával sokszor szorosan összefonódva kibontakozó egyetemes bölcselet és művészet alkotásaiból választott szemelvények illusztrálják. A könyv tanúsága szerint egy-egy jelentős természettudományos felismerés ugyanakkora teljesítmény és a civilizáció ugyanolyan ünnepe, mint a kultúra vagy művészet bármely közismert, nevezetes alkotása. Mindkettő egy tőről, az emberi zsenialitásból fakad. A mű népszerűségét éppen az adja, hogy befogadásához nem kell túlzottan sok fizikai ismeret, így mindenki, aki a kultúra értékei iránt fogékony, értékes olvasmányként forgathatja.

Hivatkozás: https://mersz.hu/simonyi-a-fizika-kulturtortenete//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kedvenceimhez adás

A kiadványokat, képeket, kivonataidat kedvencekhez adhatod, hogy a tanulmányaidhoz, kutatómunkádhoz szükséges anyagok mindig kéznél legyenek.

Ha nincs még felhasználói fiókod, regisztrálj most,
vagy lépj be a meglévővel!

Személyes mappák
Mappába rendezés

A kiadványokat, képeket mappákba rendezheted, hogy a tanulmányaidhoz, kutatómunkádhoz szükséges anyagok mindig kéznél legyenek.

A MeRSZ+ funkciókért válaszd az egyéni előfizetést!

Személyes mappák
Kivonatszerkesztés

Intézményi hozzáféréssel az eddig elkészült kivonataidat megtekintheted, de újakat már nem hozhatsz létre.

A MeRSZ+ funkciókért válaszd az egyéni előfizetést!

Kivonatkészítés
Folyamatos görgetés

Választhatsz, hogy fejezetről fejezetre lapozva vagy inkább folyamatosan olvasnád-e a könyveket. A görgetősávon mindig láthatod, hol tartasz, mintha csak egy nyomtatott könyvet tartanál a kezedben.

A MeRSZ+ funkciókért válaszd az egyéni előfizetést!

Folyamatos görgetés
Kivonat
fullscreenclose
printsave