المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24
من آداب التلاوة
2024-11-24
مواعيد زراعة الفجل
2024-11-24
أقسام الغنيمة
2024-11-24
سبب نزول قوله تعالى قل للذين كفروا ستغلبون وتحشرون الى جهنم
2024-11-24


BLACKBODY RADIATION AND THE STEFAN–BOLTZMANN LAW  
  
2147   04:30 مساءاً   date: 7-3-2016
Author : Mark Csele
Book or Source : FUNDAMENTALS OF LIGHT SOURCES AND LASERS
Page and Part : p2


Read More
Date: 8-3-2016 2721
Date: 20-3-2016 2183
Date: 14-7-2020 1737

BLACKBODY RADIATION AND THE STEFAN–BOLTZMANN LAW

Imagine a substance that absorbs all incident light, of all frequencies, shining on it. Such an object would reflect no light whatsoever and would appear to be completely black—hence the term blackbody. If the blackbody is now heated to the point where it glows (called incandescence), emissions from the object should, in theory, be as perfect as its absorption—one would logically expect it to emit light at all frequencies since it absorbs at all frequencies. In the 1850s a physicist named Kirchhoff, a pioneer in the use of spectroscopy as a tool for chemical analysis, observed that real substances absorb better at some frequencies than others. When heated, those substances emitted more light at those frequencies. The paradox spawned research into radiation in general and specifically, how radiation emitted from an object varied with temperature. It was observed that the amount of radiation emitted from an object varied with the temperature of the object. The mathematical relationship for this dependence on temperature was established in 1879 by the physicist Josef Stefan, who showed that the total energy radiated by an object increased as the fourth power of the temperature of the object. All objects at a temperature above absolute zero (0 K) radiate energy, and when the temperature of an object is doubled, the total amount of energy radiated from the object will be 16 times as great! In 1884, Ludwig Boltzmann completed the mathematical picture of a blackbody radiator, and the Stefan–Boltzmann law was developed, which allows calculation of the total energy integrated over a blackbody spectrum.

 (1.1)

where s is the Stefan–Boltzmann constant (=5.67 × 10-8 W/m2 .K4) and T is the temperature in kelvin. This law applies, strictly speaking, to ideal blackbodies. For a non-ideal blackbody radiator, a third term, called the emissivity of an object, is added, so the law becomes

 (1.2)

where the emissivity of the object (e) is a measure of how well it radiates energy. An ideal blackbody has a value of 1; real objects have a value between 0 and 1.

Example 1.1 Use of the Stefan–Boltzmann Formula The Stefan–Boltzmann formula gives an answer in watts per square meter. This can be rearranged to give the power output of an object as

where A is the surface area of the object. Now consider two objects: The first is a large (1-m2) object at a relatively cool temperature of 300 K. The total power radiated from this (ideal) object is 459 W. Now consider a much smaller (10 cm2 = 1 × 10-4 m2) object at 3000 K. The total power radiated from this object is also 459 W. Although 10,000 times smaller, the object is also much hotter, so radiates a great deal of power. Perhaps the most startling revelation from all this is that the 1-m2 object at room temperature emits 459 W at all. This may seem like an enormous amount of energy, especially when compared to a 500-W floodlight; however, essentially all of this output is in the far-infrared region of the spectrum and is manifested as heat. The human body, similarly, emits a fair quantity of heat (hence the reason for large air conditioners in office buildings that house large quantities of bodies in a relatively confined space).




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.