Ультрафиолетовая катастрофа

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Предсказания спектра излучения абсолютно чёрного тела в зависимости от температуры. Классическая теория (чёрная линия) неверно предсказывала спектральную плотность энергии излучения в области коротких (ультрафиолетовых) волн.

Ультрафиоле́товая катастро́фа — парадокс классической физики, состоящий в том, что полная мощность теплового излучения любого нагретого тела, согласно закону Рэлея — Джинса, должна быть бесконечной. Название парадокс получил из-за того, что спектральная плотность энергии излучения должна была неограниченно расти по мере сокращения длины волны.

По сути, этот парадокс показал в своё время если не внутреннюю противоречивость классической физики, то, во всяком случае, крайне резкое расхождение с элементарными наблюдениями и экспериментом. Так как это не согласуется с экспериментальным наблюдением, в конце XIX века возникали трудности в описании фотометрических характеристик тел.

Проблема была вынужденно решена Максом Планком 14 декабря 1900 года при помощи квантовой теории излучения, путём введения так называемой гипотезы Планка, заключающейся в том, что при тепловом излучении энергия испускается и поглощается не непрерывно, а отдельными квантами (порциями). Каждая такая порция-квант имеет энергию , пропорциональную частоте излучения:

где или  — коэффициент пропорциональности, названный впоследствии постоянной Планка. На основе этой гипотезы он предложил теоретический вывод соотношения между температурой тела и испускаемым этим телом излучением — формулу Планка. Принятие этой гипотезы позволило Планку построить теорию теплового излучения, прекрасно согласующуюся с экспериментом.

Позднее гипотеза Планка была подтверждена экспериментально. Выдвижение данной гипотезы считается моментом рождения квантовой механики.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

Ссылки[править | править код]

  1. The Ultraviolet Catastrophe. web.archive.org (16 марта 2022). Дата обращения: 8 мая 2022. Архивировано 16 марта 2022 года.
  2. Planck's solution to the Ultraviolet Catastrophe. spiff.rit.edu. Дата обращения: 8 мая 2022. Архивировано 6 мая 2021 года.
  3. Blackbody Radiation -- the Ultraviolet Catastrophe. spiff.rit.edu. Дата обращения: 8 мая 2022. Архивировано 18 февраля 2020 года.
  4. Rochester Institute of Technology | RIT (англ.). www.rit.edu. Дата обращения: 8 мая 2022. Архивировано 7 мая 2022 года.
  5. WebAssign. Planck Solves the Ultraviolet Catastrophe. The WebAssign: Online Homework Solution for Teachers and Students. Дата обращения: 8 мая 2022. Архивировано 8 марта 2022 года.
  6. About Us. webassign.com. Дата обращения: 8 мая 2022. Архивировано 16 мая 2022 года.