Задача №262-s по физике (11 класс, Мякишев Г.Я.)

«Ультрафиолетовая катастрофа» Самую простую модель вещества, способного излучать и поглощать электромагнитные волны, предложил выдаю- щийся немецкий физик Макс Планк (1858—1947). В то вре- мя (конец XIX в.) уже было известно об излучении электро- магнитных волн определённой частоты вибратором Герца. В этом вибраторе электрические заряды совершают колеба- ния, близкие к гармоническим. Поэтому вибратор Герца на- зывают также электромагнитным осциллятором*. Линейный гармонический осциллятор — это просто си- стема, способная совершать свободные гармонические коле- бания вдоль прямой около положения равновесия. Так, груз на пружине — это тоже гармонический осциллятор. Если тело, колеблющееся с некоторой частотой, электрически за- ряжено, то оно способно излучать и поглощать заметным обра зом электромагнитные волны той же частоты. Поэтому если стенка полости состоит из осцилляторов со всевозмож- ными частотами колебаний, то она способна поглощать и ис- пускать излучение любой длины волны. Из молекулярно-кинетической теории вытекает, что в со- стоянии теплового равновесия средняя энергия любого осцил- лятора не зависит от частоты и равна kT, где k — постоянная Больцмана, а T — абсолютная температура. Полезно вспом- нить, что средняя энергия молекулы одноатомного газа рав- на почти такой же величине, а именно 3 kT.