about the radiation of black mass

2. ‫عالی‬ ‫تحصیالت‬ ‫وزارت‬
‫کابل‬ ‫پوهنتون‬
‫پوهن‬
‫ځ‬
‫ی‬
‫ساینس‬
‫فزیک‬ ‫دیپارتمنت‬
‫سیمینار‬ ‫موضوع‬
:
‫سیاه‬ ‫جسم‬ ‫تشعشع‬
‫راهنما‬ ‫استاد‬
:
‫عبدالظاهر‬ ‫پوهاند‬ ‫الحاج‬
(
‫ستانیزی‬
)
‫کننده‬ ‫ترتیب‬
:
‫هللا‬ ‫روح‬ ‫سید‬
(
‫موسوی‬
)
‫سال‬
:
1390

3. ‫ت‬ ‫ذیل‬ ‫قانون‬ ‫سه‬ ‫توسط‬ ‫کالسیک‬ ‫فزیک‬ ‫انکشاف‬
‫هداب‬
‫است‬ ‫شده‬ ‫گذاری‬
.
1
-
‫عطالت‬ ‫قانون‬
2
-
‫قوه‬ ‫قانون‬
3
-
‫العمل‬ ‫وعکس‬ ‫عمل‬ ‫قانون‬

4. 1
-
‫نمی‬ ‫کرده‬ ‫تشریح‬ ‫را‬ ‫اتمی‬ ‫ابعاد‬ ‫در‬ ‫اجسام‬ ‫کالسیک‬ ‫میخانیک‬
‫تواند‬
.
2
-
‫تواند‬ ‫نمی‬ ‫کرده‬ ‫تشریح‬ ‫را‬ ‫اتم‬ ‫استقرار‬
.
3
-
‫ت‬ ‫را‬ ‫سیا‬ ‫جسم‬ ‫تشعشع‬ ‫شده‬ ‫مشاهده‬ ‫طیف‬ ‫کالسیک‬ ‫میخانیک‬
‫شریح‬
‫تواند‬ ‫نمی‬ ‫کرده‬
.
4
-
‫مخصوصه‬ ‫حرارت‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫مشاهده‬ ‫تحوالت‬ ‫کالسیک‬ ‫میخانیک‬
‫تواند‬ ‫نمی‬ ‫کرده‬ ‫تشریح‬ ‫را‬ ‫گازات‬ ‫و‬ ‫فلزات‬
.
5
-
‫نمی‬ ‫کرده‬ ‫تشریح‬ ‫را‬ ‫متمادی‬ ‫غیر‬ ‫طیف‬ ‫مبدأ‬
‫تواند‬

5. Black –body radiation ‫جسم‬ ‫تشعشع‬
‫سیاه‬
•
‫الکترومقناطیس‬ ‫اشعه‬ ‫داغ‬ ‫جسم‬ ‫یک‬
‫میکند‬ ‫پخش‬ ‫را‬
.
‫بلند‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫در‬
‫یک‬
‫رفتن‬ ‫بلند‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫طیف‬ ‫دید‬ ‫قابل‬ ‫ای‬ ‫ساحه‬ ‫در‬ ‫اشعه‬ ‫این‬ ‫زیاد‬ ‫قسمت‬
•
‫وقت‬ ‫وضعیت‬ ‫این‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫بشتر‬ ‫کوتاه‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫با‬ ‫آبی‬ ‫نور‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬
‫که‬ ‫ی‬
‫تاب‬ ‫میله‬ ‫به‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫ازدیاد‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫سرخ‬ ‫رنگ‬ ‫به‬ ‫تابان‬ ‫اهنی‬ ‫میله‬ ‫یک‬
‫به‬ ‫ان‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫تبدیل‬ ‫سفید‬ ‫رنگ‬
.
‫در‬ ‫کوچک‬ ‫سوراخ‬ ‫یک‬ ‫با‬ ‫خالی‬ ‫میان‬ ‫ظرف‬ ‫یک‬
‫س‬ ‫جسم‬ ‫برای‬ ‫خوب‬ ‫بسیار‬ ‫تقریب‬ ‫یک‬ ‫معین‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫آن‬ ‫سطح‬
‫یاه‬
‫باشد‬ ‫می‬
.
‫ب‬ ‫چندین‬ ‫آید‬ ‫می‬ ‫ظرف‬ ‫از‬ ‫بیرون‬ ‫منفذ‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫که‬ ‫اشعه‬ ‫هر‬ ‫زیرا‬
‫ار‬
‫حرارت‬ ‫تعادل‬ ‫ظرف‬ ‫داخلی‬ ‫دیوار‬ ‫با‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬ ‫شده‬ ‫نشر‬ ‫و‬ ‫جذب‬ ‫ظرف‬ ‫درداخل‬
‫ی‬
‫خاطر‬ ‫به‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫دیده‬ ‫سیاه‬ ‫خالی‬ ‫میان‬ ‫جسم‬ ‫بین‬ ‫فضای‬ ‫و‬ ‫است‬ ‫داده‬ ‫انجام‬ ‫را‬
‫که‬
‫ج‬ ‫داخل‬ ً‫ء‬‫بنا‬ ‫تواند‬ ‫نمی‬ ‫آمده‬ ‫بیرون‬ ‫به‬ ‫هرگز‬ ‫جسم‬ ‫داخل‬ ‫به‬ ‫شده‬ ‫وارد‬ ‫نورهای‬
‫سم‬
‫شود‬ ‫می‬ ‫دیده‬ ‫سیاه‬
.
•
‫کنیم‬ ‫می‬ ‫مطالعه‬ ‫را‬ ‫گردد‬ ‫می‬ ‫حاصل‬ ‫سیاه‬ ‫جسم‬ ‫از‬ ‫که‬ ‫طیف‬ ‫حال‬
.

6. ‫سیاه‬ ‫جسم‬ ‫تشعشع‬ ‫در‬ ‫طیف‬ ‫توضیع‬
:
‫ترموکوپل‬
S1
A
C
M1
S2
M2
B
Gulwano meter
Balometer

8. ‫که‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫دیده‬ ‫فوق‬ ‫های‬ ‫ازمنحنی‬
:
1
-
‫سی‬ ‫جسم‬ ‫تشعشع‬ ‫طیف‬ ‫در‬ ‫متجانس‬ ‫صورت‬ ‫به‬ ‫انرژی‬
‫اه‬
‫است‬ ‫نگردیده‬ ‫توزیع‬
.
2
-
‫موج‬ ‫طول‬ ‫تزاید‬ ‫با‬ ‫تشعشع‬ ‫شده‬ ‫داده‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫در‬
‫و‬ ‫گردد‬ ‫می‬ ‫اعظمی‬ ‫معین‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫نماید‬ ‫می‬ ‫تزاید‬
‫تناقص‬ ‫حرارتی‬ ‫تشعشع‬ ‫شدت‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫بیشتر‬ ‫باتزاید‬
‫می‬
‫کند‬
.

9. ‫که‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫دیده‬ ‫فوق‬ ‫های‬ ‫ازمنحنی‬
:
3
-
‫موج‬ ‫طول‬ ‫در‬ ‫تنافص‬ ‫سبب‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫در‬ ‫تزاید‬
‫گردد‬ ‫می‬
‫باشد‬ ‫می‬ ‫ثابت‬ ‫عدد‬ ‫یک‬ ‫که‬ ‫طوری‬
‫شده‬ ‫منتشر‬ ‫انرژی‬ ‫آن‬ ‫برای‬ ‫که‬ ‫است‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫آن‬ ‫حالیکه‬ ‫در‬
‫باشد‬ ‫می‬ ‫اعظمی‬
.

10. 4
-
‫های‬ ‫طول‬ ‫تمام‬ ‫برای‬ ‫انرژی‬ ‫تزاید‬ ‫سبب‬ ‫حرارت‬ ‫دردرجه‬ ‫تزاید‬
‫گردد‬ ‫می‬ ‫امواج‬
.
5
-
‫جس‬ ‫توسط‬ ‫شده‬ ‫منتشر‬ ‫مجموعی‬ ‫انرژی‬ ‫منحنی‬ ‫هر‬ ‫تحت‬ ‫مساحت‬
‫م‬
‫نظر‬ ‫مورد‬ ‫موج‬ ‫های‬ ‫طول‬ ‫ناحیه‬ ‫برای‬ ‫مشخص‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫در‬ ‫را‬
‫تجر‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫زیاد‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫تزاید‬ ‫با‬ ‫مساحت‬ ‫این‬ ‫و‬ ‫میدهد‬ ‫نشان‬
ً‫ا‬‫بت‬
‫ا‬ ‫گردیده‬ ‫دریافت‬
‫متناسب‬ ً‫ا‬‫مستقیم‬ ‫منحنی‬ ‫هر‬ ‫تحت‬ ‫مساحت‬ ‫که‬ ‫ست‬
‫به‬
‫ضرب‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫که‬ ‫یعنی‬ ‫باشد‬ ‫می‬ ‫مطلقه‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫چهارم‬ ‫توان‬
‫ک‬ ‫میآید‬ ‫بدست‬ ‫فوق‬ ‫رابطه‬ ‫راست‬ ‫طرف‬ ‫در‬ ‫بولتزمن‬ ‫ثابت‬ ‫نمودن‬
‫ه‬
:
-6
‫این‬
‫باشد‬ ‫می‬ ‫بولتزمن‬ ‫استیفن‬ ‫قانون‬ ‫از‬ ‫عبارت‬ ‫معادله‬
‫سی‬
‫گ‬
‫ماعبارت‬
‫و‬ ‫بولتزمن‬ ‫ثابت‬ ‫از‬
A
‫هر‬ ‫تحت‬ ‫مساحت‬
،‫منحنی‬
T
‫حرارت‬ ‫درجه‬
‫مطلقه‬
،
E
‫جسم‬ ‫تشعشع‬ ‫طیف‬ ‫توسط‬ ‫شده‬ ‫توزیع‬ ‫انرژی‬ ‫از‬ ‫عبارت‬
‫سیاه‬
‫باشد‬ ‫می‬
.

11. ‫ریلی‬ ‫قانون‬
–
‫جنز‬
•
‫فی‬ ‫انرژی‬ ‫تشعشع‬ ‫برای‬ ‫جینز‬ ‫و‬ ‫ریلی‬
‫حجم‬ ‫واحد‬
‫راب‬ ‫گرم‬ ‫جسم‬
‫طه‬
‫انتروال‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫ای‬
‫جیمز‬ ‫تشعشع‬ ‫قانون‬ ‫استخراج‬ ‫در‬ ‫نمود‬ ‫یافت‬ ‫در‬
‫فرض‬
‫گردیده‬
‫مونوکروماتی‬ ‫موج‬ ‫های‬ ‫رشته‬ ‫به‬ ‫تشعشع‬ ‫که‬ ‫بود‬
‫ک‬
‫های‬ ‫درجه‬ ‫دارای‬ ‫که‬ ‫ها‬ ‫رشته‬ ‫نوع‬ ‫این‬ ‫تعداد‬ ‫و‬ ‫گردد‬ ‫می‬ ‫تجزیه‬
‫فریکونسی‬ ‫بین‬ ‫اند‬ ‫معادل‬ ‫آزادی‬
‫توسط‬ ‫که‬ ‫انرژی‬ ‫گردد‬ ‫می‬ ‫محاسبه‬
‫احصائیوی‬ ‫عمومی‬ ‫تیوری‬ ‫توسط‬ ‫گردد‬ ‫می‬ ‫انتقال‬ ‫آزادی‬ ‫درجه‬ ‫هر‬
‫ش‬ ‫دریافت‬ ‫تشعشع‬ ‫انرژی‬ ‫کثافت‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫محاسبه‬
‫می‬ ‫ده‬
‫تواند‬

12. L x

R

Q
Q
P
P
O 

13. E
kT
E
kT
E e dE
kT
e dE







14. f
f kT
E df df
c


2
3
8

15. f
f kT
E E df df
c

 
 
 
2
3
0 0
8

16. f
f
E  
1
 
2
0
‫ریلی‬ ‫تشعشع‬ ‫قانون‬ ‫از‬ ‫عبارت‬ ‫این‬
-
‫منت‬ ‫سیاه‬ ‫جسم‬ ‫توسط‬ ‫که‬ ‫انرژی‬ ‫کالس‬ ‫مالحظات‬ ‫از‬ ‫که‬ ‫بوده‬ ‫جینز‬
‫میابد‬ ‫شر‬
‫تشعش‬ ‫منحنی‬ ‫ولی‬ ‫می‬ ‫الیتناهی‬ ‫بزرگ‬ ‫بسیار‬ ‫فریکونسی‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫کند‬ ‫می‬ ‫تزاید‬ ‫فریکونسی‬ ‫به‬ ‫نظر‬
‫شده‬ ‫مشاهده‬ ‫ع‬
‫در‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫انرژی‬ ‫که‬ ‫دهد‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫تجربوی‬ ‫منحنی‬ ‫زیرا‬ ‫باشد‬ ‫می‬ ‫مخالف‬ ‫نتیجه‬ ‫این‬ ‫با‬ ً‫ال‬‫کام‬ ‫تجربوی‬
‫معین‬ ‫جه‬
‫گراف‬ ‫مانند‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫صفر‬ ‫بلند‬ ‫فریکونسی‬ ‫در‬ ‫هم‬ ‫و‬ ‫پائین‬ ‫فریکونسی‬ ‫در‬ ‫هم‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫تشعشع‬
‫ف‬
‫وق‬
:
‫از‬ ‫است‬ ‫عبارت‬ ‫نماید‬ ‫می‬ ‫انتقال‬ ‫فریکونسی‬ ‫تمام‬ ‫توسط‬ ‫که‬ ‫انرژی‬ ‫برآن‬ ‫عالوه‬
:

17. ‫پالنک‬ ‫تشعشع‬ ‫قانون‬
•
‫ب‬ ‫که‬ ‫ذیل‬ ‫های‬ ‫فرضیه‬ ‫استعمال‬ ‫توسط‬ ‫تواند‬ ‫می‬ ‫فورمول‬ ‫این‬
‫نام‬
‫بدست‬ ‫گردد‬ ‫می‬ ‫یاد‬ ‫پالنک‬ ‫های‬ ‫فرضیه‬
•
1
:)
‫بلک‬ ‫تشعشعات‬ ‫توسط‬ ‫تنها‬ ‫نه‬ ‫سیاه‬ ‫جسم‬ ‫تشعشع‬ ‫چمبر‬
‫توسط‬ ‫ه‬
‫مالی‬ ‫ابعاد‬ ‫با‬ ‫های‬ ‫ریزوناتور‬ ‫یا‬ ‫ساده‬ ‫هارمونیکی‬ ‫اهتزازکننده‬
‫کولی‬
(
‫گردد‬ ‫می‬ ‫یاد‬ ‫پالنک‬ ‫ریزوناتور‬ ‫و‬ ‫اوسیالتور‬ ‫که‬
)
‫توان‬ ‫می‬ ‫که‬
‫د‬
‫گرد‬ ‫می‬ ‫پر‬ ‫کننده‬ ‫اهتزاز‬ ‫ممکنه‬ ‫های‬ ‫فریکونسی‬ ‫تمام‬ ‫توسط‬
‫ند‬
‫توان‬ ‫می‬ ‫داشته‬ ‫دربر‬ ‫را‬ ‫آزادی‬ ‫درجه‬ ‫یک‬ ‫تنها‬ ‫اهتزازریزوناتور‬
‫د‬
.

18. •
2
:)
‫متماد‬ ‫توانند‬ ‫نمی‬ ‫ریزوناتورها‬ ‫و‬ ‫اوسیالتورها‬
ً‫ا‬‫ی‬
‫اوسیالتو‬ ‫یک‬ ‫اما‬ ‫کنند‬ ‫جذب‬ ‫یا‬ ‫تشعشع‬ ‫را‬ ‫انرژی‬
‫با‬ ‫ر‬
‫فریکونسی‬
f
‫مقدار‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫انرژی‬ ‫تنها‬ ‫توانند‬ ‫می‬
hf
‫نماید‬ ‫جذب‬ ‫ویا‬ ‫تشعشع‬
.
‫حالیکه‬ ‫در‬
h
‫جهانی‬ ‫ثابت‬
‫آن‬ ‫قیمت‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫یاد‬ ‫پالنک‬ ‫ثابت‬ ‫بنام‬ ‫و‬ ‫بوده‬
‫به‬ ‫است‬ ‫مساوی‬

19. ‫میگردد‬ ‫یاد‬ ‫فریکونسی‬ ‫جنس‬ ‫از‬ ‫پالنک‬ ‫تشعشع‬ ‫قانون‬ ‫بنام‬ ‫اخیر‬
.
f f
f
f f
f h h
KT KT
f df
E df E
c
h h df
f df
E df
c
e c e



 
  
 
 
 
  
  
    
 

  
 
 
 
2
3
3
2
3
3
8
8
8
1 1

20. ‫باشد‬ ‫می‬ ‫موج‬ ‫طول‬ ‫جنس‬ ‫از‬ ‫پالنک‬ ‫تشعشع‬ ‫قانون‬ ‫از‬ ‫عبارت‬ ‫فوق‬ ‫رابطه‬
f f
f f
h h
KT KT
hc hc
kT kT
hc
kT
h h c
E d df d
c e c e
c
h
c hc
E d d cd
c e c e
hc
E d d
e


 


 
 




  



 

  
   
 
   
   
   
 
 
 
   
   
 
   
   
 
 

 
 
3 3
2
3 3
3
3
2
3 3 5
5
8 8
1 1
8
8
1 1
8
1

21. ‫کنیم‬ ‫تبدیل‬ ‫جینز‬ ‫و‬ ‫ریلی‬ ‫قانون‬ ‫و‬ ‫وین‬ ‫قانون‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫پالنک‬ ‫قانون‬
.
‫رابطه‬
( wine ‫است‬ z
hc
KT
hc
E d d
e



 


 
 
 
5
8

22. ‫جینز‬ ‫ریلی‬ ‫رابطه‬
hc
kT
hc hc
E d d d
hc
e
kT
hc kT kT
E d d d
hc
kT
E d d




 
  



  
  
 

 

 
   
 
  
 
 
 
   
 
5
5
5 4
4
8 8
1 1
1
8 8
1
8

23. ‫و‬ ‫پالنک‬ ‫تشعشع‬ ‫قانون‬ ‫تجربوی‬ ‫ثبوت‬
‫دیگر‬ ‫فورمول‬ ‫با‬ ‫آن‬ ‫مقایسه‬
:
•
‫رس‬ ‫قانون‬ ‫سه‬ ‫به‬ ‫مطابق‬ ‫حرارت‬ ‫درجه‬ ‫به‬ ‫شکل‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫های‬ ‫منحنی‬
‫م‬
‫بین‬ ‫نزدیک‬ ‫و‬ ‫واضح‬ ‫بسیار‬ ‫موافقت‬ ‫که‬ ‫دهد‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫گردیده‬
‫های‬ ‫فورمول‬
wine
‫و‬
Plank
‫انحراف‬ ‫زمان‬ ‫عین‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫داشته‬ ‫را‬
‫است‬ ‫دارا‬ ‫را‬ ‫فورمول‬ ‫از‬ ‫وسیعی‬
.
‫منحنی‬ ‫باالی‬ ‫روشن‬ ‫نقاط‬
‫در‬ ‫سیاه‬ ‫جسم‬ ‫طیف‬ ‫در‬ ‫را‬ ‫انرژی‬ ‫توزیع‬ ‫واقعی‬ ‫مشاهدات‬
‫می‬ ‫نشان‬
‫دهد‬
.

25. 25