שם הפריט: Black body radiation – קרינת גוף שחור
שם המחבר: מיכל סיגרון, מרב בן דוד, דפנה כהן – ברנר
| שם הפריט: | Black body radiation – קרינת גוף שחור |
| מחברים: | מיכל סיגרון, מרב בן דוד, דפנה כהן – ברנר |
| מקום הפיתוח: | המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע |
| תחום דעת: | פיזיקה, הוראת המדעים, הוראת הפיזיקה, ההיסטוריה של המדע |
| סוג הפריט: | עבודת גמר |
| שנת פרסום: | 2012 |
| מילות מפתח: | קרינה, גוף שחור, קרינת גוף שחור, ספקטרום קרינה של גוף שחור, גופים חמים, גוף חם, הקטסטרופה של האולטרה סגול, נוסחת ריילי ג'ינס, חוק ריילי ג'ינס, מקס פלאנק, מקס פלנק, חוק פלאנק, נוסחת פלאנק, פוטון, קרינה אלקטרומגנטית, אנרגיה תרמית, אנרגיה פנימית, גורסטב קירכהוף, קרינת חום, משוואות מקסוול, גל אלקטרומגנטי, סטטיסטיקת בולצמן, פונקציית ההסתברות של בולצמן, נוסחת סטפן בולצמן, נוסחת ווין, נורת להט, קרינת השמש, קווי פראונהופר, הדמיה תרמית, תרמוגרפיה, אמצעי ראיית לילה, בדיקות לזיהוי נזילות, בדיקה לזיהוי נזילות, בדיקות לזיהוי רטיבות, בדיקה לזיהוי רטיבות, מד טמפרטורה, מדחום, גלילאו גליליי, דניאל פרנהייט, פירומטר, פירומטר אופטי, קרינת רקע קוסמית, המפץ הגדול, קרינת גוף שחור של כוכבים, Black body radiation, Pyrometer, Optical pyrometer. |
| גודל הקובץ: | 1.68Mb |
| הפנייה לפריט: | http://stwww.weizmann.ac.il/teachersacademy/maagar/uploads/20062012_6537536744.pdf |
| מקור: | תוכנית רוטשילד-ויצמן למצוינות בהוראת המדעים |
| תקציר: | תהליך החקר להבנת קרינת גוף שחור בסוף המאה ה-19 ובתחילת המאה ה-20 מהווה דוגמא מצוינת לחקר שמתחיל לכאורה בשאלה אחת קטנה: ניסיון להבין את התפלגות הקרינה הנפלטת מגופים חמים (שמש, גוף האדם, נורת להט). במילים אחרות: מדוע עוצמה הקרינה הנפלטת מהגוף החם אינה ממשיכה להתעצם ככל שאורך הגל של הקרינה קטן? ומה אז- האם העוצמה יכולה להתעצם לאינסוף(ספקולציה זו נקראת: "הקטסטרופה של האולטרה סגול")? הרי הדבר לא הגיוני, בסתירה לממצאי המדידות וסותר את עיקרון שימור האנרגיה. אכן שאלה מטרידה את הקהילייה המדעית באותה תקופה והעולה מנוסחת ריילי ג'ינס ורק מאוחר יותר נוסחת פלאנק נתנה הסבר ממצה ל"קטסטרופה של האולטרה סגול". הרעיון שעמד בבסיס מחשבתו של פלאנק (1901) היה כי הקרינה הנפלטת מגוף שחור הינה במנות בדידות של אנרגיה וכל מנת אנרגיה הינה ביחס ישר לתדירות הקרינה. מנת אנרגיה זו נקראה לימים "פוטון". במובן מסוים פלאנק הקדים את זמנו מכיוון שבדיעבד התברר כי ההנחה שלו פתחה פתח למהפכה רעיונית ששינתה לחלוטין את תפיסת העולם בקרב המדענים אודות חשיבה פיסיקלית. תגליתו של פלאנק הינה תגלית שבפרספקטיבה היסטורית היוותה את ראשיתה של תורת הקוונטים. דווקא עקב העובדה שנושא קרינת גוף שחור הוצא מתוכנית הלימודים בפיסיקה, מן הראוי להקדיש מעט תשומת לב לתופעה זו ולהשלכותיה אודות התפתחות החשיבה המדעית. |
| מקוריות: | מקורי |
| קהל יעד: | מורים ותלמידים לפיזיקה בחטיבה העליונה |
| הערות: | *מנחים: פרופ' דוד מוכמל, פרופ' ניר דוידסון, ד"ר אמנון חזן. *תומכים: מיכה ניקסון, אור כהן. |
| מילון מושגים מדעיים: |
| סוג הפעילות: | תרגיל |
| מטרת הפעילות: | ישנם גופים בטבע שמתנהגים בקירוב כמו גוף שחור, למשל השמש, כדו"א, נורת להט, ברזל מלובן ואפילו קרינת אינפרה אדום הנפלטת מבעלי חיים שונים ומהאדם. דף העבודה בנושא הדמיה של קרינת גוף שחור מאפשר למורים ולתלמידים המעוניינים להרחיב את ידיעותיהם בפיזיקה לחקור דוגמאות שונות של גופים שקרובים להתנהגות של גוף שחור. עיקר השימוש בהדמיה זו הוא להכיר את אופיין הספקטרום של קרינת גוף שחור, ליצור את הקשר המחשבתי בין טמפרטורת הגוף הפולט את האור לבין ספקטרום הקרינה הנפלטת ממנו, לקשר בין ההדמיה לתיאוריה ולנוסחאות שמסבירות את הקרינה של גוף שחור (נוסחת פלאנק , נוסחת סטפן-בולצמן ונוסחת ויין). ובאמצעות הדמיה זו ניתן להסביר את קרינת האינפרה אדום של התנור או של האדם, את ספקטרום הקרינה הנפלטת מהשמש, ואת האחוז היחסי הקטן של אור בתחום הספקטרום הנראה שנפלט מנורת להט. |
| חומרים נלווים חיצוניים: |
6
נוב
2016
נוב
2016
0