Датотека:BlackbodyEnergies.svg

Извор: testwiki
Пређи на навигацију Пређи на претрагу
    Оригинална датотека (SVG датотека, номинално 450 × 315 пиксела, величина: 109 kB)

    Ова датотека се налази на Викимедијина остава и може да се користи на другим пројектима. Њен опис је приказан испод.

    Опис

    Опис
    English: This shows how Planck's model predicts that oscillators with "photon" constrained-energies ε ≡ hν = hc/λ greater than kT get significantly frozen out of the black body mix, thus solving the ultraviolet catastrophe to which the Rayleigh-Jeans model gave birth. This freeze-out may be explained if (for whatever reason) "quantum oscillators" exist only in packets with energy/frequency & momentum/spatial-frequency linked by the constant h = E/ν = p/g = 2πL.


    The dot-dashed lines show the (additive) fractional-contribution of one, two, three, and four photon excitations to the average energy per oscillator at frequency ν. As you can see, when hν>>kT the single-photon fraction dominates as the average energy-per-oscillator drops to zero i.e. finding one of them in the mix is unlikely and finding more than one is much much less likely. This compensates for the fact that with increasing frequency (also decreasing wavelength) the number of oscillators per unit frequency (or wavelength) interval is going through the roof.

    The probability of an oscillator having n photons is given by

    P(n)=e−nhνkT(1−e−hνkT)

    The energy contribution of an oscillator with n photons is given by

    En=nhνP(n)=nhνe−nhνkT(1−e−hνkT)

    The average black body energy is the sum of contributions from all oscillators.

    E=∑n=1∞nhνP(n)=hνehνkT−1
    Датум
    Извор Isaac, Arun (2016-11-01). Black body energy as a sum of photon oscillator energies (енглески). systemreboot.net. Retrieved on 2025-11-23.
    Аутор Arun Isaac
    SVG genesis
    InfoField
     The SVG code is valid.
     This plot was created with Гнуплот.
    gnuplot source
    InfoField
    click to expand
    #! /usr/bin/env gnuplot
    
    # This work is in the public domain.
    #
    # It was completed by Arun I in 2016.
    #
    # Though you are not legally obliged to do so, I would appreciate it
    # if you credit me for this work by not removing this notice, and
    # hopefully linking to my blog post at
    # https://systemreboot.net/post/black-body-energy-as-a-sum-of-photon-oscillator-energies
    
    # Base filename for output files
    filename='blackbody-energies'
    
    # Set terminal and output file
    set term epslatex color colortext standalone
    set output sprintf('%s.tex', filename)
    
    # Axes' properties, title and key
    set xrange [-0.01:5]
    set yrange [0:1.05]
    set mxtics 5
    set ytics 0.2
    set mytics 4
    set xlabel '$ h\nu/kT $'
    set ylabel 'Average oscillator energy (in units of $ kT $)'
    set title "Planck's solution as a freeze-out of\nphoton oscillator-energies as $ h\\nu/kT \\to \\infty $"
    unset key
    
    # Line styles
    set style line 1 lc 'blue' dt 4
    set style line 2 lc 'red' dt 4
    set style line 3 lc 'dark-yellow' dt 4
    set style line 4 lc 'forest-green' dt 4
    
    # Labels
    set arrow from graph 0, first 1 to graph 1, first 1 nohead lc 'black' dt 6
    set label '$ E_{\textrm{\tiny avg}}^{\textrm{\tiny Rayleigh}} = kT $' at graph 1, first 1 right offset graph -0.05, -0.05
    set label '\footnotesize $ h\nu $' at 1.4, 0.15 tc ls 1
    set label '\footnotesize $ 2h\nu $' at 1, 0.33 tc ls 2
    set label '\footnotesize $ 3h\nu $' at 0.8, 0.45 tc ls 3
    set label '\footnotesize $ 4h\nu $' at 0.65, 0.53 tc ls 4
    set label '$ E_{\textrm{\tiny avg}}^{\textrm{\tiny Planck}} $' at 0.6, 0.8
    
    # Expressions to plot
    En(x,n) = n*x*exp(-n*x)*(1-exp(-x))
    yN(x,N) = sum [n=1:N] En(x,n)
    
    plot x/(exp(x) - 1) with lines lc 'black', \
         for [N=1:4] yN(x,N) with lines ls N
    
    # Convert tex -> pdf -> svg
    set output
    system(sprintf('pdflatex %s.tex && pdf2svg %s.pdf %s.svg', filename, filename, filename))
    

    Лиценцирање

    Arun Isaac, носилац ауторског права над овим делом, објављује исто под следећом лиценцом:
    w:sr:Creative Commons
    ауторство делити под истим условима
    Ауторство:
    Arun Isaac
    Дозвољено је:
    • да делите – да умножавате, расподељујете и преносите дело
    • да прерађујете – да прерадите дело
    Под следећим условима:
    • ауторство – Морате да дате одговарајуће заслуге, обезбедите везу ка лиценци и назначите да ли су измене направљене. Можете то урадити на било који разуман манир, али не на начин који предлаже да лиценцатор одобрава вас или ваше коришћење.
    • делити под истим условима – Ако измените, преобразите или доградите овај материјал, морате поделити своје доприносе под истом или компатибилном лиценцом као оригинал.

    Поднаписи

    Укратко шта ова датотека представља/приказује

    Ставке приказане у овој датотеци

    приказује

    31. октобар 2016

    image/svg+xml

    a107f33620eb01630cdabf881ca491fa531e34a7

    315 пиксел

    450 пиксел

    Историја датотеке

    Кликните на датум/време да бисте видели тадашњу верзију датотеке.

    Датум/времеМинијатураДимензијеКорисникКоментар
    тренутна00:58, 1. новембар 2016.Минијатура за верзију на дан 00:58, 1. новембар 2016.450 × 315 (109 kB)wikimediacommons>ArunisaacUser created page with UploadWizard

    Нема страница које користе ову датотеку.