Rayonnement thermique | Physique thermique Conférence Notes

L'idée de base n'a pas changé depuis l'époque de Maxwell. Prenez une cavité à la température t.

Nous utilisons une cavité au rayonnement de piège, causant ainsi d'agir comme un absorbeur parfait. Le rayonnement qui émet les cavités seront en équilibre thermique avec les parois.

Lorsque la cavité est en équilibre thermique, le rayonnement dans la cavité doit former des ondes stationnaires dans la cavité. Ainsi nous pouvons nous demander quels sont les modes autorisés pour le rayonnement.

De notre connaissance des ondes stationnaires, nous savons que les modes autorisés sont ceux qui entiers et demi-entiers valeurs de la fréquence. De la mécanique quantique, nous savons que la fréquence d'une onde est liée à l'énergie de l'onde par constants, et donc le permis modes de Planck pour le rayonnement sont ceux avec une énergie

Mais ce ne sont que l'énergie a permis valeurs de l'oscillateur harmonique! On voit donc que chaque mode peut être remplacé par un oscillateur harmonique simple de l'énergie.

La principale différence est que, avant nous avons parlé de

que le nombre quantique pour l'oscillateur harmonique, maintenant nous traiter

que le nombre de photons dans un mode particulier dans la cavité.

Solution d'équations de Maxwell

Pour voir que les valeurs autorisées sont celles d'un oscillateur harmonique, examiner les équations de Maxwell pour un champ électromagnétique. Ceux-ci sont

(9.1)

(9.

2)

Si les vagues sont confinés à un cube d'une longueur L

de chaque côté, les solutions sont de la forme

implique

Cet article stipule que les vecteurs de champ doivent être perpendiculaires au vecteur n

. Ainsi, le champ électromagnétique dans la cavité est un champ polarisé transversalement. La direction de polarisation est définie comme la direction de E

_{0. De même, (9.1) rendements}

ou

(9.3)

où n

^{2 = n}

_{x ^{2 + n}}

_{y ^{2 + n}}

_{z ^2.}

Ainsi, la fréquence SIO déterminée en termes de nombres entiers n

_{x, n}

_{Y, et n}

_{z. Enfin, notez que la partie dépendante des solutions de temps satisfait l'équation}

où E

_{I0 ( t}

) = E

< sub> I0 sin (w _{n t}

) et w _{n ^{2 est donnée par (9.3). Mais cela est tout simplement l'équ}}

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Gibbs distribution de physique thermique Conférence Notes

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