فإن سأل الدارس : نعلم الآن أن قانون ستيفان ـ بولتزمان خاص بالجسم الأسود وهو ، كما فهمنا ، حالة مثالية في علوم الفيزياء . فهل يصح القانون ومعادلته (15) لأي جسم كان دون استثناءات ؟

نجيب الدارس فنقول إنهم وجدوا أن علاقة التناسب مع القوة الرابعة ( ك4) للحرارة تظل صحيحة لأي جسم حولنا ، لكن باختلاف أساسي :

إن الطاقة الإشعاعية الصادرة عن الجسم المشع تكون أقل منها عن الجسم الأسود بنسبة عددية ثابتة تختلف باختلاف الجسم .

 

يسمون هذه النسبة معامل الإشعاع للجسم ( Coefficient Of Emittance ) ورمزه الحرف (e) نقرأه إيبسلون (Epsilon  )وهو عدد يحقق المتباينة التالية :

معامل الإشعاع e 1 .

بهذا تؤول معادلة (15) إلى :  f ش = e s ك4 ..............................معادلة (16) .

إن مقارنة بين المعادلتين 15 ، 16 تبين أن e = 1 للجسم الأسود وإن e < 1 لأي جسم آخر .
 

مثال : سلك فلزي متوهج مساحته 10 سم2 ودرجة حرارته 1500 ْ س . إذا كان معامل الانبعاث الإشعاعي e لمادة السلك 0.8 احسب الطاقة الإشعاعية التي يصدرها الجسم في الدقيقة الواحدة .

الحل : في مسائل الفيزياء نبدأ أولاً بتحويل وحدات الكميات الفيزيائية التي أُعطيت لنا في السؤال إلى وحدات تناسب القوانين المعمول بها . من ذلك أنّ :

مساحة السلك : 10 10-4 م2  = 1 10-3 م2 .

( درجة ) حرارة السلك ك = ْ س + 273 ( من معادلة (1) بعد تقريبها ) .

                           = 1500 + 273 = 1773 كلفن .

= 0.8

e

لدينا أيضاً

 وأيضاً الزمن ز = 60 ثانية .

وإذن تصح هنا معادلة (16) .

الطاقة الإشعاعية الصادرة عن 1م2 من الفلز وفي زمن 1 ثانية هي :

 

f ش = e s ك4

فالطاقة الإشعاعية الصادرة الآن عن الفلز :

f ( إشعاعية ) = f ش مساحة الفلز زمن الإشعاع

 

 

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

اكتبوا لنا ملاحظاتكم واستفساراتكم

تحرير : المدرسة العربية  www.schoolarabia.net

إعداد : المدرسة العربية

 

تاريخ التحديث : آذار 2008

Copyright 2001 - 2010 SchoolArabia. All rights reserved الحقوق القانونية وحقوق الملكية الفكرية محفوظة للمدرسة العربية