2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение14.04.2011, 17:11 
Заслуженный участник


07/07/09
5316
Возьмите в справочнике коэффициент поглощения газа и прикиньте толщину слоя ослабляющего излучение на порядок. Свет пройдет это расстояние за вполне обозримое время. Для фантазий типа $e^{10^{10}}$ не найдется места.

Munin в сообщении #434769 писал(а):
Получится, но для этого необходимо условие

Короче не настаиваете. И правильно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение14.04.2011, 17:33 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
Xey в сообщении #434779 писал(а):
Возьмите в справочнике коэффициент поглощения газа и прикиньте толщину слоя ослабляющего излучение на порядок. Свет пройдет это расстояние за вполне обозримое время.

Мне кажется, вы не улавливаете. Коэффициент поглощения газа - это сколько в газе теряется от суммарного спектра. Но теряется-то оно по линиям. Как только все фотоны данной линии будут исчерпаны, поглощение прекратится. Дальнейшее увеличение толщины слоя ни к чему не приведёт: фотоны вне линий будут лететь сквозь газ, не поглощаясь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение14.04.2011, 20:15 


04/12/10
339
Munin в сообщении #434769 писал(а):
Берёте доплеровский сдвиг от скорости - он даёт вам связь уширения со скоростью атома. Скорость связываете с температурой по Максвеллу-Больцману. И наконец, температуру перехода газ-плазма берёте из энергии ионизации.


Естественная ширина уровня:$$\[\Delta \lambda _e \cong \alpha \frac{{(2\pi )^2} a^2_0}{\lambda }\]$$

$\alpha  = \frac{1}{137}$, $a_0  = 10^{-10} m$. Возьмем $\alpha$-Лаймана $\lambda=121.6 \cdot 10^{-9} m$. Получим $$\Delta \lambda _e = 10^{-13} m$$

Доплеровское уширение: $$\[\Delta \lambda_D = \frac{{2\lambda}}{c}{\left( {\frac{{2kT}}{M}\ln{2}} \right)^{1/2}}\]$$

Масса атома водорода $M=1.67 \cdot 10^{-27} kg$. Температура ионизации водорода $T=10 000 K$. Получим $$\Delta \lambda _D = 10^{-10} m$$ На три порядка больше. Расстояние между уровнями порядка $10^{-9}$ и больше. Получается, что серия Лаймана при таких температурах может быть разрешена. Другое дело, что у нас при таких температура будет спектр ионизированного водорода (плазмы) непрерывный, но эта непрерывность получится не из-за перекрытия уширенных линий.

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение15.04.2011, 10:54 
Заслуженный участник


07/07/09
5316
Munin в сообщении #434794 писал(а):
Мне кажется, вы не улавливаете.


Это скорее к вам относится . Мы говорим о поглощении газа в "окнах прозрачности", между линиями поглощения. Оно есть. А раз поглощает, значит и излучает.

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение15.04.2011, 12:30 


04/12/10
339
Xey в сообщении #435032 писал(а):
Мы говорим о поглощении газа в "окнах прозрачности", между линиями поглощения. Оно есть. А раз поглощает, значит и излучает.


А что там будет поглощать?

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение15.04.2011, 13:29 
Заслуженный участник


07/07/09
5316
apv в сообщении #435053 писал(а):
А что там будет поглощать?

Это уже было
Xey в сообщении #434741 писал(а):
Считается , что в среде фотоны время от времени поглощаются атомом и снова излучаются .

Это происходит в окне прозрачности, и этим объясняется коэффициент преломления среды.
А переходить на возбужденный уровень и обратно атом может комбинацией разных способов.

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение15.04.2011, 18:05 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
Xey в сообщении #435032 писал(а):
Это скорее к вам относится . Мы говорим о поглощении газа в "окнах прозрачности", между линиями поглощения.

Именно оно приведено в справочниках? Будьте добры пример.

Xey в сообщении #435032 писал(а):
Оно есть.

Механизм подробнее будьте добры.

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение18.04.2011, 09:47 
Заслуженный участник


07/07/09
5316
Munin в сообщении #435142 писал(а):
Механизм подробнее будьте добры.

Он в сообщении перед этим вашим запросом . Можно лишь добавить о вероятностном характере излучательных, безызлучательных, поглощательных и прочих переходов в атомах.

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение18.04.2011, 17:57 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
Предложенный вами механизм может приводить к рассеянию, но не к поглощению.

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение10.02.2012, 20:13 


10/02/12
1
AAK в сообщении #434333 писал(а):
что при термодинамическом равновесии сосудов с идеальными газами, но имеющими разные давления средняя энергия электронов молекул в сосудах разная, следовательно и максимальная интенсивность общих спектров тоже должна быть разная.


закон планка для абсолютно черного тела,у которого интенсивность или мощность излучения на единицу площади излучающей поверхности зависит от температуры и частоты (длины) волны. сравнивать газы с разными давлениями это тоже самое,что сравнивать куски металла разной массы,находящихся в термодинамическом равновесии. а равновесие наступит при контакте двух металлов,т.е. их температура станет одинаковой и светить они будут одинаково,как один кусок металла.тоже самое с газами,если есть равновесие-то их давление выровняется. всё остальное-это выводы из закона сохранения энергии.
вопрос-если нагревать шар объемом 1дм3 до 500К и поддерживать её постоянной какая будет температура в вакууме на расстоянии 1м. температура вакуума 0К?

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение10.02.2012, 23:22 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
Для вакуума вообще не вводят понятие температуры, кроме разве что специальных разделов квантовой теории поля.

Можно сказать, какая будет установившаяся температура у пробного абсолютно чёрного тела, размещённого в указанной вами точке. Это рассчитывается по балансу потоков энергии (в частности, именно так рассчитывается температура планет и космических аппаратов). Можно сказать, какая будет цветовая температура излучения в указанной вами точке - она будет те же самые 500 К. То есть цвет (спектр) излучения останется тот же, но плотность энергии понизится, и будет уже не соответствовать планковской для этого спектра.

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение13.02.2012, 13:08 
Заслуженный участник


07/07/09
5316
Munin в сообщении #434794 писал(а):
Дальнейшее увеличение толщины слоя ни к чему не приведёт: фотоны вне линий будут лететь сквозь газ, не поглощаясь.

Речь зашла о том, будет ли толстый слой газа поглощать/излучать между линиями поглощения, которые определены энергетическими уровнями молекул.
Вроде бы в моменты столкновений, за счет перераспределения энергий, молекулы могут поглотить/излучить фотон любой частоты.
Здесь о Венере, но это должно происходить и в менее плотных, но более протяженных слоях газа.

Цитата:
Однако теория поглощения молекулярных газов вне сильных линий и полос далека от завершения. Для расчета коэффициентов поглощения молекулярных газов обычно используют данные о колебательно-вращательных переходах в молекуле, и считают, что результирующее поглощение является суперпозицией всех линий, образованных колебательно-вращательными переходами с индивидуальным для каждой линии форм-фактором. В нашей работе мы будем обычно следовать этой же методике, но основное внимание будем уделять форме линии не вблизи её центра, а в дальней области крыла линии. Наиболее часто используемым форм-фактором в настоящий момент является фойгтовский, который представляет собой свертку лоренцевского и доплеровского форм-факторов. Доплеровский форм-фактор при венерианских давлениях и температурах практически несущественен. Лоренцевский форм-фактор является следствием того, что время жизни состояния ограничено средним временем столкновения молекул. Лоренцевский форм-фактор хорошо описывает поглощение молекул в центрах линий, но остается открытым вопрос, насколько он хорошо описывает поглощения вдали от центра линии. Обычно при расчетах поглощения форм-фактор считается на небольших удалениях от центра линии, а дальше определенного расстояния форм-фактор обрывается, поскольку вклад линии в поглощение становится пренебрежимо малым. Такой подход хорошо оправдывает себя в случае, когда вклад оборванного форм-фактора нивелируется какими-нибудь факторами, такими как соседние линии, аэрозольное поглощение, соседние полосы поглощения и т.п. В случае с Венерой, если предположить, что форм-фактор линии является лоренцевским на любом удалении от центра линии, поглощение СОг, связанное с далекими крыльями, оставалось бы доминирующим фактором на протяжении всего спектрального интервала.

В этом случае минимальный коэффициент поглощения в этом случае был бы порядка... Однако это противоречит экспериментальным данным - таким, как измерение уходящего теплового излучения в окнах прозрачности, (Allen and Crawford 1984) которые однозначно указывают на то, что, по крайней мере, с высот порядка 30 км атмосфера не является абсолютно черным телом. На то же указывают болометрические прямые измерения потоков ИК-излучения в атмосфере Венеры. Если рассматривать ранние работы (Авдуевский и др 1971) по моделированию переноса ИК-излучения в атмосфере Венеры, а также современные модели то там контур линии модифицировался с помощью экспоненциального фактора и обрезался на определенном удалении от центра линии, а поглощения между полосами заменялось индуцированным поглощением (Москаленко и др 1979). Такой подход оставляет открытым вопрос об том, на каком расстоянии до центра линии необходимо обрезать лоренцевский форм-фактор. Если отказаться от обрезания и попытаться построить форм-фактор, отличный от лоренцевского, то следует учитывать несколько физических эффектов. Ударный механизм уширения линии (в рамках которого и получается лоренцевский форм-фактор линии) в простейших моделях описывается довольно грубо, и возможны уточнения этих моделей в нескольких направлениях. Во-первых, молекулы не просто сталкиваются, но и взаимодействуют на некотором расстоянии друг с другом с неким потенциалом, в качестве которого часто используют потенциал Леннарда-Джонса:U(r) ... Во-вторых, часто используемым уточнением теории столкновительного уширения является учет недиагональных членов в матрице рассеяния, что приводит к возникновению эффективного «смешения», или интерференции квантовых состояний взаимодействующих молекул. Этот эффект, известный в англоязычной литературе как line mixing, становится важным тогда, когда уширение линий превышает расстояние между соседними уровнями энергии различных состояний. В случае инфракрасных спектровпоглощения молекулярных газов, эффективно «смешиваются» вращательные состояния (ТФ).
http://www.dissercat.com/content/chisle ... ery-venery

 Профиль  
                  
 
 Re: Непрерывность спектра теплового излучения
Сообщение13.02.2012, 13:39 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72408
Получается, что теория в этой области не разработана, и экспериментальных данных кот наплакал. А не то, что всё уже давно посчитано и внесено в справочники.

Моё первоначальное утверждение тоже верно только в смысле какого-то приближения.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 43 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3

Модераторы: photon, Aer, whiterussian, Jnrty, profrotter, Парджеттер, Eule_A, Pphantom, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group