ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер p254.3: Спектры. Спектральный анализ. Абсолютно чёрное тело

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо вспомнить физическую природу свечения лампы накаливания и классификацию спектров. Спектры делятся на непрерывные (сплошные), линейчатые и полосатые. Нужно определить, к какому типу относится излучение раскалённого твёрдого тела или жидкости.

Вычисление и обоснование:

Лампа накаливания работает за счёт пропускания электрического тока через тонкую вольфрамовую нить, которая нагревается до очень высокой температуры (T≈2500-3000 К). Вольфрам в данном случае находится в твёрдом агрегатном состоянии.

Согласно законам теплового излучения, раскалённые твёрдые тела, а также жидкости и плотные газы дают непрерывный спектр . Это означает, что они излучают энергию во всём видимом диапазоне длин волн без разрывов. Распределение энергии по длинам волн описывается законом Планка для абсолютно чёрного тела (или серого тела с коэффициентом поглощения A<1).

В отличие от разреженных газов, которые дают линейчатый спектр (отдельные яркие линии), сплошное тело имеет сложную структуру энергетических уровней, образующих квазинепрерывные зоны. Поэтому при тепловом движении частиц излучаются фотоны самых разных энергий, заполняя весь диапазон.

Проверка и вывод:

Если посмотреть на свет лампы накаливания через призму или дифракционную решётку, мы увидим радужную полосу, переходящую от красного к фиолетовому цвету без темных промежутков. Это подтверждает непрерывность спектра.

Таким образом, спектр лампы накаливания является непрерывным, так как источником света служит раскалённое твёрдое тело.