<Р> Мы используем полость для улавливания излучения, таким образом, заставляя его действовать в качестве идеального поглотителя. Излучение, полости испускает будет в тепловом равновесии со стенками
. <Р> Когда полость находится в тепловом равновесии, излучение в полости должны образовывать стоячие волны в полости. Таким образом, мы можем спросить, что разрешенные режимы излучения.
Из наших знаний о стоячих волн, мы знаем, что разрешенные режимы являются с целыми и половина целочисленных значений частоты. Из квантовой механики известно, что частота волны связана с энергией волны постоянными, и поэтому позволили режимов Планка для излучения являются те, с энергией
<р> Но это только разрешено энергии значения гармонического осциллятора! Таким образом, мы видим, что каждый режим может быть заменен простым гармонического осциллятора с энергией.
<р> Основное отличие в том, что, прежде чем мы говорили о с как квантовое число для гармонического осциллятора, теперь мы относимся к с как число фотонов в конкретном режиме в полости. <р> Чтобы увидеть, что допустимые значения являются гармонического осциллятора, рассмотреть уравнений Максвелла для электромагнитного поля. Они <р> (9. 1) <р> (9,2) <р> Если волны приурочены к кубу длины L маршрут на каждой стороне, решения являются вид <р> подразумевает <р> Это утверждает, что векторы поля должны быть перпендикулярны к вектору п . Таким образом, электромагнитное поле в полости поперечно поляризованного поля. Направление поляризации определяется как направление суб> 0. Точно так же, (9.1) дает <р> или <р> (9,3) <р>, где п 2 = п <суб > х 2 + п <суб> у 2 + п <суб> г 2. Таким образом, частота ИСВ определяется в терминах целых чисел п <суб> х, п <суб> у и п <суб> г. Наконец, обратите внимание, что время зависит частью решений удовлетворяет уравнению <р>, где Е <суб> i0 ( т ) = Е < суб> i0 грех (ш <суб> п т ) и W <суб> п 2is дается (9.3). Но это только уравнение простого гармонического осциллятора, так что мы видим, что решения тех простых гармонических осцилляторов. <р> Что такое тепловой среднее число фотонов в полости Решение уравнения Максвелла
Тепловая Средняя
Гиббс распределение тепловой физики Лекция Примечания