Логин:   Пароль:  

Соцсети



Ещё в разделе
Опрос

Как вам наш ресурс ?

Отлично
Хорошо
Удов.
Плохо


Результаты
Все опросы

Партнёры

Эмиссия изучена на нано-уровне

Эксперименты австрийских ученых подтвердили тот факт, что волокно из кварца с диаметром 500 нм не подчиняется закону излучения Планка. Как ни странно, но волокно подвергается нагреванию и охлаждению в соответствии с положениями более общей теории, которая
Автор: Роман Галиброда
Написал: halibroda Дата: 2012-09-28 21:27
Эксперименты австрийских ученых подтвердили тот факт, что волокно из кварца с диаметром 500 нм не подчиняется закону излучения Планка. Как ни странно, но волокно подвергается нагреванию и охлаждению в соответствии с положениями более общей теории, которая рассматривает излучение как явление объемное. Результаты исследований помогут в перспективе решить проблему производства более мощных источников освещения, а именно ламп накаливания. Как следствие, теоритические выводы в более масштабных размерах могут способствовать выяснению истинных причинно-следственных связей применительно к изменениям климата на нашей планете.


Отметим, что закон Планка описывает изменения плотности энергии в различных электромагнитных волновых спектрах в зависимости от изменений температуры. Теория была сформулирована еще в начале XX века немецким физиком Максом Планком, и в ее основу легла концепция квантовой энергии. На основе этой концепции сегодня базируется вся квантовая механика.

Известно, что так называемое абсолютно черное тело является идеальным предметом, поглощающим и излучающим излучение строго в соответствии с законом. Однако применительно к реальным объектам, которые могут отличаться по таким параметрам, как цвет, текстура и т.д., физический закон Планка не может дать определенных прогнозов в отношении реальных конкретных тел. Еще одно ограничение закона Планка – его неработоспособность касательно тех предметов, размеры которых меньше длины волны теплового излучения. Во времена открытия закона его автор полагал, что любое абсолютно черное тело поглощает излучение, испускаемое этим же телом. Таким образом, предполагалось, что поверхность тела является и поглотителем энергии. Несмотря на это, при небольших размерах предмета излучение в некоторых случаях может проходить сквозь объект, а не поглощаться им. В результате такого явления должна снижаться собственная поглощающая способность самого тела.

Ранее физики демонстрировали, что при недостаточном размере тел, а именно при их размере менее длины волны теплового излучения, предметы не подчиняются теории, которую в начале XX века предложил Планк. Так, в 2009 году было продемонстрировано обнаружение аномалий в излучении нано-трубок толщиной около 100 атомов. Еще более подробно этот вопрос был рассмотрен недавно в ходе экспериментов австрийских ученых.

В качестве примера было использовано волокно из кварца с размером 500 нм. Чтобы получить такой образец, ученые прибегли к методу нагревания и вытягивания обыкновенного оптоволокна. Отдельный участки образца подвергались нагреванию при помощи лазерной установки, при этом второй лазер фиксировал скорость нагрева и остывания объекта. Полученные данные указывали на то, что нагрев и охлаждение кварцевого волокна происходит медленнее, чем это предсказывает следствие закона Планка – закон Стефана-Больцмана. Результаты измерения скорости нагрева и охлаждения очень хорошо вписывались в альтернативную теорию флуктуационной электродинамики, которая, являясь более широкой и совершенной в сравнении с теорией Планка, учитывает свойства поверхности тела, его объем и даже форму.

Таким образом, эксперименты австрийских ученых не только помогают понять природу эмиссии на нано-уровне, но и открыть некоторые перспективы для индустрии ламп накаливания. Современные лампы накаливания большую часть энергии излучают в инфракрасном невидимом спектре, но физики полагают, что этот диапазон можно несколько сдвинуть ближе к видимой части спектра. Однако главная проблема практического применения законов эмиссии заключается в том, что стекло, которое используется в современных лампах накаливания, является диэлектриком, а, значит, непрактичным в быту материалом. Поэтому следующая задача, которую предстоит решить ученым, – поиск достаточно тонких и дешевых волокон, которые можно было бы производить в промышленных масштабах. Дополнительно исследования могут помочь понять, как мелкие частицы (пыль или песчинки от эрозии почвы) в атмосфере влияют на изменение климатической ситуации на планете.


Рейтинг:
Комментарии: (0)

Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.043 секунды