Жылулық сәуле шығару. Стефан -Больцман және Винн заңдары.

Курымбаева Бота Керимбаевна

Жамбыл облысы әкімдігі білім басқармасының «№9 Меркі колледжі» коммуналдық мемлекеттік қазыналық кәсіпорны физика пәні оқытушысы

Сабақтың мақсаты:

 

Білімдік: Жылулық сәулелену. Абсалют қара дене. Стефан-Больцман және Винн  заңдары туралы түсінік беру.

Дамытушылық: студенттің білімін, іскерлігін, дағды деңгейін бақылау, бағалау. Жылулық сәулелену, абсалют қара дене  ұғымдармен таныстырып солар жайлы түсінік қалыптастыру

Тәрбиелік:          студенттерді  тиянақтылыққа,адамгершілікке тәрбиелеу.

Сабақтың түрі: жаңа білімді қалыптастыру

Сабақтың әдіс-тәсілі лекция, дискуссия, кітаппен жұмыс.

Сабақтың көрнекілігі: Тест, интерактивті тақта.

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі: Сәлемдесу; түгендеу, назарын сабаққа аудару.

 

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру:

1. А) теориялық білімдерін тексеру.

Ә) практикалық тапсырмаларын тексеру.

Б) есептерін тексеру.

ІҮ. Білімді жан-жақты тексеру

ІІІ. Жаңа сабақты түсіндіру.

Күнделікті бақылаулар жоғары температураға дейін қыздырылған денелердің жарық шығара бастайтынын көрсетеді. Қыздырылған денелердің жарық шығаруын жылулық сәуле шығару немесе  жарық шығару деп атайды. Жылулық сәуле шығару  табиғатта өте кең тараған ,ол заттың атомдары мен молекулаларының жылулық қозғалыс энергиясының есебінен іске асады.Біздің айналамыздағы кеңістік сәулелер мен толқындарға толы. Осылардың бір ғана түрі жарықты көре аламыз.

Жылулық сәуле шығару немесе жарық шығару абсолют нөлден жоғары температурада жүреді, бірақ көрінетін жарық тек жоғары (500-8000С) температурада шығарылады, ал төменгі температурада ұзын (инфрақызыл) электромагниттік толқындар шығарылады.

Төменгі температураларда ұзын (инфрақызыл) электромагниттік толқындар шығарылады.

Радиотолқындарды, қысқа толқындарды, жылу және жарық сәулелерін қамтитын басқа да сәулелер – көзге көрінбейді, бірақ басқа сипаттамалары бойынша нақты бар.

Жарық – энергияның түрі. Біздің өмірімізге өте қажет, себебі біз қозғалған кезде көруге, оқуға, тамақ ішуге тиіспіз, сондай-ақ бізге қауіпсіздікте болуға көмектеседі. Біз жануарлар мен өсімдіктер сияқты толық қараңғылықта өмір сүре аламыз.

 

Жылулық сәулеленудің интенсивтігін  оның қуаты арқылы сипаттауға болады. Сәулеленіп тұрған дене бетінің аудан бірлігінен барлық бағытта шығатын сәулелену қуатын дененің интегралдық энергетикалық жарқырауы деп атайды.

R – интегралдық энергетикалық жарқырау

 

Түрлі жиілік немесе толқын ұзындықта сәулеленудің интенсивтігі әртүрлі. Сондықтан дененің  сәулелену қабілеті және спектрлік жұту қабілеті деген ұғым ендіріледі.

 

r =

Спектрлік жұту қабілеті

а =

 

Дененің сәулелену қабілеті дегеніміз – оның аудан бірлігінен жиілік интервалының бірлік енінде шығатын сәулелік қуаты. Сәулелену қабілеті температураға тәуелді болады.

Дененің спектрлік жұту қабілеті дегеніміз – дененің жұтқан энергия ағынының түскен энергия ағынына қатынасына тең шама.

– сәулелік энергия ағыны

– жұтылған энергия ағыны.

Абсолют қара дене – барлық жиілікте түскен сәуленің энергиясын түгел жұтып алатын дене.

Абсолют қара дене үшін: а=1, ал кез-келген басқа дене үшін а 1

 

 

Стефан-Больцман және Винн заңы

 

1879 жылы Австриялық физик Стефан тәжірибе нәтижесін зерделейь отыра, ал 1884 жылы Больцман теориялық зерттеу  жолымен абсолют қара дененің интегралдық энергетикалық  жарқырауы абсолют температураның төртінші дәрежесіне пропорционал екендігін анықтады.

 

R = σT4           Стефан-Больцман заңының формуласы,бұл өрнектен абсолют қара дененің интегралдық энергетикалық  жарқырауы тек температураға тәуелді екенін көреміз.

σ = 5.67*10-8  Стефан-Больцман тұрақтысы деп аталады

Неміс физигі Винн абсолют қара дененің сәулелену қабілетінің максимумы сәйкес келетін жиіліктің температураға тәуелділігін тағайындады.

= в1 немесе           Винн заңының формуласы

в –Винн тұрақтысы   в = 2,9*10-3м*к

 

Жиіліктің максимум мәні абсолют температураға тура пропорционал болады.

 

Жылулық сәулелерді қолдану:

1.     Түрлі жарықтандыру құралдарын жасауда қолданылады.

2.     Пирометрлердің көмегімен қатты қызған дененің температурасын өлшейді.

3.     «Жылудидар» деп аталатын құралдармен инфрақызыл сәулелерді көруге болады. Осы сәуленің көмегімен заттардағы өте ұсақ сызаттарды, ақауларды анықтайды.

4.     Медицинада – термография әдісімен адам ағзасындағы ісік, қабыну немесе қан айналуының бұзылуын анықтап, оны емдейді.

 

Ү. Жаңа сабақты меңгергендігін тексеру.

 

1.     Жылулық сәуле шығару дегеніміз не?

2.     Интегралдық энергетикалық жарқырау дегеніміз не?

3.     Дененің сәулелену және жұту қабілеттері дегеніміз не?

4.     Абсолют қара дене дегеніміз не?

5.     Стефан-Больцман заңы қалай тұжырымдалады?

6.     Винн заңының формуласы.

7.     Бір кванттың энергиясы неге тең?

8.     Қара дененің сәулелену қабілетінің максимумы температура өскен сайын қалай қарай жылжиды?

 

ҮІ. Жаңа сабақты бекіту:

193 беттегі  есеп шығару үлгілерімен жұмыс  және өз бетінше шығаруға арналған  1,2 есепті шығару

 

ҮІІ. Үйге тапсырма. §6.1  6.2     193 беттегі  3 есеп

 

ҮІІІ. Қорытынды. Білімдерін  бағалау.

Leave a Reply

Your email address will not be published.