Механизм теплового излучения - ключ к пониманию природы теплоты Опции

[Зиновий]

................................................................................
...
Теплотой действительно называется энергия хаотического (поступательного,
колебательного, вращательного) движений частиц, составляющих тело.
Но тепловое излучение порождается благодаря квантовым тепловым
возбуждениям у атомов - в равновесии получается планковский спектр.
Это совсем другие степени свободы. Более того, температура,
соответствующая распределению по кинематическим степеням свободы,
может быть не равна температуре, соответствующей распределению
по квантовым тепловым возбуждениям. Они равны друг другу только
при тепловом равновесии.
У меня это всё подробно расписано.

Возникает сразу несколько вопросов:
1. Уточните о каких конкретно "степенях свободы" идет речь при описании теплового движения?
Пожалуйста перечислите.
2. Что такое "квантовые тепловые возбуждения атомов"?
Какова их физическая сущность и почему они образуют непрерывный спектр?

[newfiz]

Зиновий,
"1. Уточните о каких конкретно "степенях свободы" идет речь при описании теплового движения?
Пожалуйста перечислите."

Пожалуйста, перечислил - в цитированном Вами отрывке:
поступательные, колебательные, вращательные.

2. Что такое "квантовые тепловые возбуждения атомов"?
Какова их физическая сущность и почему они образуют непрерывный спектр?

Квантовые возбуждения атомов - это общепринятый термин. А "тепловые" -
это те, энергия которых соответствует тепловому диапазону.
Сплошной спектр потому, что атом может приобрести, иметь и отдать квант любой
энергии, меньшей энергии ионизации из основного состояния. Иначе резонансные
кванты одного атома (при переходах между его стационарными уровнями) не
мог бы окучить атом другого типа, т.к. его система уровней - другая. А обмен
квантами возбуждения - это УНИВЕРСАЛЬНОЕ взаимодействие. Просто одни кванты -
резонансные, а другие - нет.
Тепловые кванты - нерезонансные, при обычных температурах им далеко
до первого стационарного уровня. Но при повышении температуры - раскалённое
железо светится. При этом сплошной планковский спектр сдвинут так, что захватывает
уже видимую область.
Ликбез на физическом форуме, ёлы-палы.

[Rotator]

Для справки:
А.К. Тимирязев "Введение в теоретическую физику" Государственное Издательство технико-теоретической литературы Москва - 1933 - Ленинград
(А.К. Тимирязев профессор физики МГУ)

Глава III. Теория Шрёдингера.
§ 1. Затруднения, встречающиеся при разработке теории Бора, и дальнейшее развитие квантовой теории:
http://physicsbooks.narod.ru/c-news/Quantum.pdf

[Зиновий]

Зиновий,
"1. Уточните о каких конкретно "степенях свободы" идет речь при описании теплового движения?
Пожалуйста перечислите."

Пожалуйста, перечислил - в цитированном Вами отрывке:
поступательные, колебательные, вращательные.

Замечательно.
Уже что-то физичное.
Правда, небольшой нюанс.
"Колебательное" это что особый вид движения по особым координатам?

2. Что такое "квантовые тепловые возбуждения атомов"?
Какова их физическая сущность и почему они образуют непрерывный спектр?

Квантовые возбуждения атомов - это общепринятый термин. А "тепловые" -
это те, энергия которых соответствует тепловому диапазону.
Сплошной спектр потому, что атом может приобрести, иметь и отдать квант любой
энергии, меньшей энергии ионизации из основного состояния. Иначе резонансные
кванты одного атома (при переходах между его стационарными уровнями) не
мог бы окучить атом другого типа, т.к. его система уровней - другая. А обмен
квантами возбуждения - это УНИВЕРСАЛЬНОЕ взаимодействие. Просто одни кванты -
резонансные, а другие - нет.
Тепловые кванты - нерезонансные, при обычных температурах им далеко
до первого стационарного уровня. Но при повышении температуры - раскалённое
железо светится. При этом сплошной планковский спектр сдвинут так, что захватывает
уже видимую область.
Ликбез на физическом форуме, ёлы-палы.

Вы не ответили на вопрос: "Какова физическая сущность квантового теплового возбуждения атома".
Конкретизирую - каков физический механизм этого возбуждения?
По каким степеням свободы он осуществляется?

Сообщение отредактировал Зиновий - 15.8.2018, 23:46

[newfiz]

Зиновий,
""Колебательное" это что особый вид движения по особым координатам?"

Нет, это колебательное движение молекул в твёрдых телах.
О котором в восьмом классе рассказывают.

"Вы не ответили на вопрос: "Какова физическая сущность квантового теплового возбуждения атома".
Конкретизирую - каков физический механизм этого возбуждения?"

Ответил: такая же, как и любого квантового возбуждения атома.
Вас интересует, каков механизм этого возбуждения? Но Вы не уточнили -
с научной точки зрения, или с моей.

[Rotator]

К вопросу о колебательном движении атомов и молекул в твёдых телах:

Коэффициет объёмного расширения цезия больше коэффициента объёмного расширения лития, а масса атома цезия почти в 20 раз больше массы лития.
Размеры атомов лития, и цезия, не сильно различаются, и составляют ок. 1 ангстрема.
Если исходить из общепринятых представлениях о природе теплоты, то приходим к парадоксальному выводу: амплитуда колебаний атомов бОльшей массы больше амплитуды колебаний атомов меньшей массы при одинаковых затратах энергии на их раскачку.
Таким образом, либо неверен ЗСЭ, что невозможно допустить, опираясь на факты и логику, либо неверны наши представления о природе теплоты, что, на мой взгляд, более правдоподобно, ибо современная наука о теплоте не в состоянии внятно объяснить, или рассчитать ни теплоёмкость, ни теплопроводность, ни диффузию, ни тепловое излучение.

[Зиновий]

Зиновий,
""Колебательное" это что особый вид движения по особым координатам?"

Нет, это колебательное движение молекул в твёрдых телах.
О котором в восьмом классе рассказывают.

Если колебательное движение в тех же координатах что и прочие движения, то они уже учтены в кинетической энергии распределённой по степеням свободы т.к. туда входит квадрат скорости, т.е. независимо от знака скорости..

"Вы не ответили на вопрос: "Какова физическая сущность квантового теплового возбуждения атома".
Конкретизирую - каков физический механизм этого возбуждения?"

Ответил: такая же, как и любого квантового возбуждения атома.
Вас интересует, каков механизм этого возбуждения? Но Вы не уточнили -
с научной точки зрения, или с моей.

Это не ответ.
Что значит "квантовое возбуждение"?
Это значит вне системы координат, а следовательно, и вне физики?

Сообщение отредактировал Зиновий - 25.8.2018, 13:36

[Ieronim]

Современная наука считает теплотой сумму кинетических энергий движущихся атомов и молекул.
Но эти представления наглухо закрывают путь к пониманию механизма теплового излучения.

- Хотя «концепт теплорода отвергнут», все же непонятно, почему непопулярна идея о том, что тепловое излучение - это поток порций, квантов тепловой энергии, которые обладают свойством двигаться из того места, где их больше, в то место, где их меньше. Это происходит внутри и между всеми объектами - по формуле Фурье. Тепловые кванты, как и световые, излучаются нагретыми телами.
Квантовая теория света подобное допускает. Кванты света - "не частицы тела", но "нагревают".
Если признать, что энергия ("как таковая") существует в форме квантов энергии - электрической, тепловой, световой, ультрафиолетовой, рентгеновской - то, вроде, простая модель, и объясняет процессы. Кажется в физике есть только остаток идеи "энергии как таковой" - это "отвергнутая" калория.
К тому же, похоже, что "электромагнитные волны", именно как волны, прямо, приборно, не зафиксированы - т.е., строго говоря, имеют статус гипотезы.
Квантовая теория тепла не популярна, но, вроде нет категоричных оснований ее отрицать. Или я что-то недопонимаю?

[Digger]

- Хотя «концепт теплорода отвергнут», все же непонятно, почему непопулярна идея о том, что тепловое излучение - это поток порций, квантов тепловой энергии, которые обладают свойством двигаться из того места, где их больше, в то место, где их меньше. Это происходит внутри и между всеми объектами - по формуле Фурье. Тепловые кванты, как и световые, излучаются нагретыми телами.
Квантовая теория света подобное допускает. Кванты света - "не частицы тела", но "нагревают".
Если признать, что энергия ("как таковая") существует в форме квантов энергии - электрической, тепловой, световой, ультрафиолетовой, рентгеновской - то, вроде, простая модель, и объясняет процессы. Кажется в физике есть только остаток идеи "энергии как таковой" - это "отвергнутая" калория.
К тому же, похоже, что "электромагнитные волны", именно как волны, прямо, приборно, не зафиксированы - т.е., строго говоря, имеют статус гипотезы.
Квантовая теория тепла не популярна, но, вроде нет категоричных оснований ее отрицать. Или я что-то недопонимаю?

Во-первых, я ни в коей мере не сторонник теплорода.
А тепловая энергия, вполне может статься - это не гипотетический флюид, отсутствие коего экспериментально доказано, или неведомо откуда возникающее хаотическое движение атомов и молекул, а, например, энергия колебаний их электронных оболочек.
Во-вторых, я убеждённый противник квантовой природы теплового излучения, и т.н. "электромагнитных волн", которые, на мой взгляд, являются волнами чисто магнитными, а электрическая компонента этой волны возникает и приборно обнаруживается при её взаимодействии с проводниками.
Что касается самой квантовой теории, то считаю её ошибочной, ибо спектр теплового излучения является сплошным, а то, что эта" теория" зиждется на постулатах (Бора), и что она не имеет никакого обоснования с позиции принципа причинности, доказывает её фантазийную основу.
Впрочем, верить, или не верить фантазиям- Ваше личное дело.
Я всегда опирался на факты (экспериментальные).
И как раз эти-то факты вопиют о том, что современные представления о теплоте ошибочны.
Вот Вам простой пример:
Теплоёмкость сложных веществ в жидкой фазе в разы! превышает теплоёмкость этих же веществ в фазах газовой и твёрдой, и которая при не очень значительной разнице температур этих фаз, оказывается одинаковой для твёрдой и газовой фаз.
Примерами таких веществ являются вода, фреон, парафин.
Ну и как, по Вашему, можно объяснить сей факт с позиции существующих представлений о теплоте и строении вещества?

[Ieronim]

Под лучами света тела нагреваются,
но в луче света нет ни атомов, никаких иных частиц (здесь нет "энергии колебаний их электронных оболочек" и т.п.), это "чистая энергия".
Это же простой, неопровержимый, эмпирически доказанный факт.
Так и "тепло как тепло", как специфический вид энергии, передается квантами тепловой энергии, "инфракрасными квантами".

[Digger]

Под лучами света тела нагреваются,
но в луче света нет ни атомов, никаких иных частиц (здесь нет "энергии колебаний их электронных оболочек" и т.п.), это "чистая энергия".
Это же простой, неопровержимый, эмпирически доказанный факт.
Так и "тепло как тепло", как специфический вид энергии, передается квантами тепловой энергии, "инфракрасными квантами".

Ещё раз:
Определение понятия "энергия", которое считаете правильным, в студию!
Без этого определения дальнейшее общение с вами не имеет смысла.

[mechanic]

Определение понятия "энергия", которое считаете правильным, в студию!
Без этого определения дальнейшее общение с вами не имеет смысла.

Определять базовые понятия . обладающие большей степенью общности, через понятия меньшей степени общности - задача не только непростая, но и бессмыссленная. (Это стул - на нем сидят, это стол - за ним едят и т.п.)
Базовые понятия вводятся путем описания их свойств либо на примерах и аналогиях. Врядли кого-то устроят определения Евклида: для точки- как тела , не имеющего размера, линии, как предмета, не имеющего толщины. На самом деле основные определения в геометрии являются идеализированными абстракциями реально существующих объектов.
Определения понятий теплота, энергия. работа в физике и термодинамике настолько различны и неоднозначны, что по ним уже написано немало книг и сломано немало копий. Например, автор книги "Второе начало термодинамикии его развитие" Рындин В.В. привел различные определения теплоты, перелопатив около сотни источников. Тоже и с энергией. А вам подавай энергию - в студию, на тарелочке с голубой каемочкой! Вы сначала скажите какую энергию будете заказывать? Как некую объективную реальность (нечто, напоминающее вещество или поле), которая имеет количество и может передаваться, переноситься или как физическую величину Е (свойство), измеряемую в Джоулях, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их соотношениям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта” . А, если говорить о тепловой энергии, то там сколько авторов - столько и определений. Самое интересное заключается в том, что большинство авторов учебников по термодинамике придерживаются мнения, что тепловой энергии не существует. Ага...

[Зиновий]

Определять базовые понятия . обладающие большей степенью общности, через понятия меньшей степени общности - задача не только непростая, но и бессмыссленная. (Это стул - на нем сидят, это стол - за ним едят и т.п.)
Базовые понятия вводятся путем описания их свойств либо на примерах и аналогиях. Врядли кого-то устроят определения Евклида: для точки- как тела , не имеющего размера, линии, как предмета, не имеющего толщины. На самом деле основные определения в геометрии являются идеализированными абстракциями реально существующих объектов.
Определения понятий теплота, энергия. работа в физике и термодинамике настолько различны и неоднозначны, что по ним уже написано немало книг и сломано немало копий. Например, автор книги "Второе начало термодинамикии его развитие" Рындин В.В. привел различные определения теплоты, перелопатив около сотни источников. Тоже и с энергией. А вам подавай энергию - в студию, на тарелочке с голубой каемочкой! Вы сначала скажите какую энергию будете заказывать? Как некую объективную реальность (нечто, напоминающее вещество или поле), которая имеет количество и может передаваться, переноситься или как физическую величину Е (свойство), измеряемую в Джоулях, общее в качественном отношении многим физическим объектам (физическим системам, их соотношениям и происходящим в них процессам), но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта” . А, если говорить о тепловой энергии, то там сколько авторов - столько и определений. Самое интересное заключается в том, что большинство авторов учебников по термодинамике придерживаются мнения, что тепловой энергии не существует. Ага...

Всё это малограмотная околонаучная болтовня.
См. тему ВАЖНО: Определения важнейших исходных понятий науки "Физика" и "Подпись".