Ipotesi di planck:
spettro del corpo nero
Tesina di Fisica
Lorenzo Quarta 06/05/2023 5Cs
"La scienza non può svelare il mistero fondamentale della natura.E questo perchè, in ultima analisi, noi stessi siamo parte dell'enigma che stiamo cercando di risolvere"
Max Planck
INDice
01. Indice
05. Spettro di emissione
09. La fisica quantistica
02. Introduzione
06. Il flop della fisica classica
10. Conclusioni
03. Il corpo nero
11. English essay
07. L'ipotesi di Planck
04. L'emissione di un corpo nero
08. la costante di Planck
02. Introduzione
La Crisi della fisica classica
Alla fine del XIX secolo vi erano ancora dei fenomeni che la
fisica classica non riusciva a spiegare:
• lo spettro d’irraggiamento del corpo nero
• l’effetto fotoelettrico Perciò il problema dei fisici era risolvere questi enigmi e Planck attraverso lo studio su base sperimentale riuscì a trovare delle soluzioni.
03. Il corpo nero
Cosa è?
Un corpo nero è un oggetto in grado di assorbire completamente tutte le radiazioni che lo colpiscono, indipendentemente dalla loro lunghezza d’onda.
-Un corpo chiaro diffonde la maggior parte della luce che incide su di esso.
Un corpo che assorbe tutta la radiazione incidente (qualunque sia la frequenza)
appare completamente nero.
04.L'emissione di un corpo nero
Ogni corpo emette radiazione elettromagnetica.
L’insieme delle lunghezze d’onda o delle frequenze su cui è distribuita
la potenza irraggiata si chiama spettro di emissione del corpo.
Le caratteristiche dello spettro in generale dipendono da:
• temperatura T;
• natura del corpo e proprietà della sua superficie.
05.spettro di emissione di un corpo nero
radianza spettrale
- R(f,t)=E/ t f S
- R(f,t)=P/ f S
- All’aumentare della temperatura il massimo dello spettro si sposta verso frequenze maggiori (o lunghezze d’onda minori).
2. La frequenza corrispondente al massimo è più alta per temperature maggiori.
06.Il flop della fisica classica
La teoria classica non era in grado di riprodurre correttamente la
distribuzione spettrale della radiazione emessa da un corpo nero.
Energia emessa cresce indefinitamente all’aumentare della frequenza. L’energia totale Emessa (e quindi contenuta nel corpo nero), sarebbe infinita!
07.L'ipotesi di planck
Il 14 dicembre del 1900, durante un
incontro organizzato dalla Società
di Fisica Tedesca, Max Planck
presentò un saggio dal titolo «Sulla
teoria della legge di distribuzione
dell’energia nello spettro normale».
Questo scritto prefigurava una rivoluzione nel campo della fisica, segnando la nascita della meccanica quantistica.
In esso Planck propose una nuova espressione per la radianza spettrale R(f,T) di un corpo nero, che riproduceva lo spettro di emissione correttamente per tutte le frequenze (o lunghezze d’onda).
08.La costante di planck
come arriva a questa formula?
Planck la ricava empiricamente osservando i dati sperimentali.
Il suo fondamento teorico è un’ipotesi del tutto nuova, un fatto ancora insospettato nella fisica:
«L’energia associata ad un’onda elettromagnetica emessa da
una sorgente non è continua,
bensì suddivisa in determinate porzioni,
in quanti che si susseguono l’uno all’altro».
La realizzazione di questa costante e di questi studi è avvenuta anche grazie alla determinante mano che la costante di Boltzmann , la Legge di Wien e la legge di Rayleigh – Jeans hanno dato al fisico tedesco.
09. La fisica quantistica
La frequenza della radiazione dipende dalla frequenza di vibrazione dei dipoli.
Nella fisica classica ognuno di questi microscopici oscillatoriscambia energia con continuità.
10.Conclusioni
Cosa ha scoperto Planck?
Che lo scambio di energia tra gli atomi della cavità e la radiazione avviene attraverso pacchetti di energia: i quanti.
Ipotesi rivoluzionaria:
L’energia è una grandezza fisica quantizzata,
che può assumere solo valori discreti.
Quindi era sbagliato considerare che gli oscillatori potessero avere
qualsiasi energia; dunque l’energia dipende dalla frequenza. La legge di planck è stata poi ripresa da Einstein con la scoperta dei fotoni.
11. english essay
Planck and blackbody
- - Planck affirmed in 1900 that the energy emitted by a blackbody is quantized.
- - This idea laid the foundation for quantum mechanics.
- - The blackbody spectrum refers to the pattern of radiation emitted by an object that absorbs all radiation incident upon it.
- - The spectrum is characterized by a peak wavelength that depends only on the temperature of the object, and has been observed to follow Planck's law.
FONTI
Grazie per l'attenzione
Domande?
Ipotesi di planck e spettro del corpo nero
Lorenzo Quarta
Created on May 3, 2023
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Ipotesi di planck:
spettro del corpo nero
Tesina di Fisica
Lorenzo Quarta 06/05/2023 5Cs
"La scienza non può svelare il mistero fondamentale della natura.E questo perchè, in ultima analisi, noi stessi siamo parte dell'enigma che stiamo cercando di risolvere"
Max Planck
INDice
01. Indice
05. Spettro di emissione
09. La fisica quantistica
02. Introduzione
06. Il flop della fisica classica
10. Conclusioni
03. Il corpo nero
11. English essay
07. L'ipotesi di Planck
04. L'emissione di un corpo nero
08. la costante di Planck
02. Introduzione
La Crisi della fisica classica
Alla fine del XIX secolo vi erano ancora dei fenomeni che la fisica classica non riusciva a spiegare: • lo spettro d’irraggiamento del corpo nero • l’effetto fotoelettrico Perciò il problema dei fisici era risolvere questi enigmi e Planck attraverso lo studio su base sperimentale riuscì a trovare delle soluzioni.
03. Il corpo nero
Cosa è?
Un corpo nero è un oggetto in grado di assorbire completamente tutte le radiazioni che lo colpiscono, indipendentemente dalla loro lunghezza d’onda.
-Un corpo chiaro diffonde la maggior parte della luce che incide su di esso. Un corpo che assorbe tutta la radiazione incidente (qualunque sia la frequenza) appare completamente nero.
04.L'emissione di un corpo nero
Ogni corpo emette radiazione elettromagnetica. L’insieme delle lunghezze d’onda o delle frequenze su cui è distribuita la potenza irraggiata si chiama spettro di emissione del corpo. Le caratteristiche dello spettro in generale dipendono da: • temperatura T; • natura del corpo e proprietà della sua superficie.
05.spettro di emissione di un corpo nero
radianza spettrale
- All’aumentare della temperatura il massimo dello spettro si sposta verso frequenze maggiori (o lunghezze d’onda minori).
2. La frequenza corrispondente al massimo è più alta per temperature maggiori.06.Il flop della fisica classica
La teoria classica non era in grado di riprodurre correttamente la distribuzione spettrale della radiazione emessa da un corpo nero.
Energia emessa cresce indefinitamente all’aumentare della frequenza. L’energia totale Emessa (e quindi contenuta nel corpo nero), sarebbe infinita!
07.L'ipotesi di planck
Il 14 dicembre del 1900, durante un incontro organizzato dalla Società di Fisica Tedesca, Max Planck presentò un saggio dal titolo «Sulla teoria della legge di distribuzione dell’energia nello spettro normale».
Questo scritto prefigurava una rivoluzione nel campo della fisica, segnando la nascita della meccanica quantistica.
In esso Planck propose una nuova espressione per la radianza spettrale R(f,T) di un corpo nero, che riproduceva lo spettro di emissione correttamente per tutte le frequenze (o lunghezze d’onda).
08.La costante di planck
come arriva a questa formula?
Planck la ricava empiricamente osservando i dati sperimentali. Il suo fondamento teorico è un’ipotesi del tutto nuova, un fatto ancora insospettato nella fisica:
«L’energia associata ad un’onda elettromagnetica emessa da una sorgente non è continua, bensì suddivisa in determinate porzioni, in quanti che si susseguono l’uno all’altro».
La realizzazione di questa costante e di questi studi è avvenuta anche grazie alla determinante mano che la costante di Boltzmann , la Legge di Wien e la legge di Rayleigh – Jeans hanno dato al fisico tedesco.
09. La fisica quantistica
La frequenza della radiazione dipende dalla frequenza di vibrazione dei dipoli.
Nella fisica classica ognuno di questi microscopici oscillatoriscambia energia con continuità.
10.Conclusioni
Cosa ha scoperto Planck?
Che lo scambio di energia tra gli atomi della cavità e la radiazione avviene attraverso pacchetti di energia: i quanti.
Ipotesi rivoluzionaria: L’energia è una grandezza fisica quantizzata, che può assumere solo valori discreti.
Quindi era sbagliato considerare che gli oscillatori potessero avere qualsiasi energia; dunque l’energia dipende dalla frequenza. La legge di planck è stata poi ripresa da Einstein con la scoperta dei fotoni.
11. english essay
Planck and blackbody
FONTI
Grazie per l'attenzione
Domande?