الكارثة فوق البنفسجية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

كارثة فوق بنفسجية (بالإنجليزية: ultraviolet catastrophe) وتسمى أيضًا كارثة رالي - جينز (بالإنجليزية: Rayleigh-Jeans catastrophe): تنبأت بها الفيزياء الكلاسيكية في بدايات القرن العشرين، تنص على أن الجسم الأسود المثالي عند التوازن الحراري سيصدر إشعاعًا ذا قدرة لا نهائية.

محاولة رالي-جينز[عدل]

من محاولات وصف نتائج تجربة إشعاع الجسم الأسود.

B_\lambda(T)=2cKT/\lambda^4

و وفقا لمعادلة رالي-جينز تزداد كثافة الإشعاع طبقا لنقص التردد حتي تصل قيمة كثافة الإشعاع إلى مالانهاية عندما تصل الترددات الي مالانهاية (أو عندما يصل الطول الموجي إلى صفر)و هذا ما يحدث في منطقة الأشعة فوق البنفسجية وهو ما يعرف بالانهيار فوق البنفسجي Ultraviolet catastrophe

التفسير[عدل]

النتيجة السابقة تناقض النتائج التجريبية لأن شدة الإشعاع تزداد مع زيادة التردد حتي تصل أقصى قيمة لها عند تردد معين \nu_{max} ثم تقل إلى الصفر، وهذا ما تم تفسيره بواسطة العالم ماكس بلانك.

قانون بلانك[عدل]

الإشعاع يصدر عن المادة بصورة كمّات أو فوتونات يحمل كل منها طاقة تتناسب مع تردد الإشعاع الصادر، ويربطها بالتردد ثابت بلانك h. أدت هذه الفرضية الجريئة إلى معادلة لـ P_\lambda\ تتفق بدقة عالية مع النتائج التجريبية لجميع قيم λ.

P_\lambda\ = \frac {C_1  \lambda\ ^{-5}}{e^{C_2/ \lambda\ T} -1}

C_1 = 2hc^2 = 3,7415 \times 10^{-16} w.m^2

C_2 = hc/k = 1.43879 \times 10^{-2} m.k

h = 6,625 \times 10^{-34}J.sec

انظر أيضا[عدل]