【普朗克定律在納米侵犯】

明道

【普朗克定律在納米侵犯】

 

的Fluctuational電在行動

在新的實驗中，僅有500納米寬的二氧化矽纖維已被證明不遵守普朗克輻射定律。

相反，說奧地利物理學家們開展工作，纖維加熱和冷卻根據一個更一般的理論，認為熱輻射一個根本批量的現象。

工作可能會導致更高效的白熾燈，並能提高我們了解地球的氣候變化，研究人員認為。

熱力學的一個基石，普朗克定律描述了如何在不同的波長的電磁輻射由“黑體”的能量密度不同的身體的溫度。

它是由德國物理學家馬克斯·普朗克在制定20世紀開始的能量量子化的概念，是去作為量子力學的基礎。

雖然一個黑體是一種理想化的完美的發射和吸收的對象，法律並提供非常準確的預測的真實物體的輻射光譜，一旦這些對象的表面特性，如顏色和粗糙度，都考慮在內。

然而，幾十年來，物理學家們知道，該法並不適用於物體的尺寸小於波長的熱輻射。

普朗克假定所有撞擊黑體輻射將被吸收，身體的表面，這意味著表面上是一個完美的發射。

但如果對象是不夠厚，入射輻射洩漏出來的遠邊的對象，而不是被吸收，進而降低其排放。

之前發現的光譜異常

其他的研究小組曾表明，微型物體不表現為普朗克預測的。

例如，在2009年克里斯·裡根和他的同事在加州大學洛杉磯報告說，他們發現碳納米管只有100個原子寬的頻譜輻射異常。

在這個最新的作品，維也納科技大學的基督教伍德克和Arno Rauschenbeutel的景色了一個更好的實驗顯示，從一個微小的物體，發射替代理論的預測相匹配。

要產生500納米厚的纖維，他們在他們的實驗中使用，加熱和拉伍德克和Rauschenbeutel的一個標準光纖。

然後，他們的超薄切片，達幾毫米長，通過發光的激光束通過它，並用另一種激光測量加熱和隨後的冷卻速率加熱。

退回的兩個反射鏡之間的集成到纖維間隔一個固定的距離，該第二激光束循環流入和流出的共振，溫度變化為不同的光纖的折射率，從而通過它的輻射的波長。

Fluctuational電

通過測量共振之間的時間，研究人員發現光纖的加熱和冷卻速度要慢得多，比預計的斯蒂芬 - 玻耳茲曼定律。

此法是普朗克定律的後果，並定義了如何由對象輻射的總功率是關係到其溫度。

相反，他們發現觀測到的利率是一個非常接近的比賽所預測的理論被稱為的fluctuational電，這需要考慮到不僅是身體的表面性能，但也是它的大小和形狀，加上其特徵吸收長度。

我們是第一次來衡量總輻射功率和定量顯示，它同意與模型預測，伍德克說。

據伍德克的最新作品可能具有實際應用價值。

例如，他說，這可能會導致傳統白熾燈泡的效率增加。此類設備所產生的光，因為它們被加熱到發射光譜峰位於接近可見光波長的地步，但他們浪費了大量的精力，因為他們的權力仍然在紅外波段發出。

比較有500nm厚的光燈泡的燈絲用很短的天線，伍德克解釋說，它不會有足夠的厚度，以有效地產生紅外輻射，其具有約700nm以上的波長，因此，抑制在更短的可見光在這些波長和提高排放排放波長的光。

他指出，然而，該玻璃纖維，而理想的實驗室，將不適合作為日常使用，因為它是一個絕緣體，對可見光是透明的。

大量的研究將需要找到一種材料，進行電力和容易被加熱，而能夠作出足夠小，數量大，他說。

大氣的應用

這項研究也可能更好地了解如何在大氣中的小顆粒，如水土流失，燃燒或火山噴發所產生的，對氣候變化做出貢獻。

這些大的顆粒可能會對地球冷卻，通過反射入射的太陽輻射，或使地球變暖，通過吸收從地球上的熱輻射，溫室氣體。

美的fluctuational電動力學，伍德克說：是，僅僅知道的形狀和吸收特性的材料，你可以從工作第一的原則，如何有效波長的吸收和散發的熱輻射。

但是，他補充說，這裡太多的工作將需要研究實際大氣條件。

然而，有一件事，伍德克和Rauschenbeutel的是肯定的是，他們的研究不破壞量子力學的。

普朗克的理論是有限的，解釋Rauschenbeutel，假設吸收和發射是純粹的表面現象和遺漏波動現象。

他的能量量子化的原則，另一方面，仍然是有效的。

我們測試使用的量子統計理論，他說，所以它是不與量子力學相矛盾，恰恰相反，其實。

裡根介紹了最新的工作“非常優雅”的預測，這將照亮輻射熱傳輸的新功能和普朗克定律在納米。

他建議，但是，使用的發射率模型，它採用了薄膜的光學纖維的透明度，將使普朗克定律，更準確地描述了這些微小的輻射發射器。

這項研究是描述在arXiv預印本服務器上預印本。

作者簡介

埃德溫Cartlidge是一個總部設在羅馬的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/sep/14/plancks-law-violated-at-the-nanoscale