Promieniowanie termiczne i jego detekcja

Książka stanowi wyczerpującą monografię dotyczącą różnych aspektów promieniowania termicznego i sposobów jego detekcji. Autor przedstawił w niej fizykę zjawisk związanych z promieniowaniem termicznym, w szczególności podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej oraz pewne elementy termodynamiki i fizyki statycznej.

Scharakteryzował też modele teoretyczne wykorzystywane do wyjaśnienia tego zagadnienia. Duży nacisk położył na omówienie przyczyn niemożności wytłumaczenia widma promieniowania ciała doskonale czarnego na gruncie fizyki klasycznej.

Książka jest skierowana do studentów uczelni technicznych wydziału fizyki i pokrewnych, inżynierów i pracowników nauk specjalizujących się w fizyce ciała stałego.

Spis treści:

1. Zagadnienia związane z promieniowaniem elektromagnetycznym ciała czarnego
1.1. Wprowadzenie
1.2. Promieniowanie energii cieplnej
1.3. Fale elektromagnetyczne
1.4. Pola promieniowania elektromagnetycznego
1.5. Zasada ekwipartycji energii
1.6. Ekwipartycja energii i oscylatory promieniujące
1.7. Mody drgań elektromagnetycznych
1.8. Wymiana ciepła przez promieniowanie
1.9. Ciało doskonale czarne
1.10. Wnęka ciałem doskonale czarnym
1.11. Promieniowanie termiczne w układach zrównoważonych
1.12. Pojęcie próżni fizycznej
1.13. Wnęki o stałej temperaturze
1.14. Gęstość energii i temperatura promieniowania ciała doskonale czarnego
1.15. Określanie stopnia czarności ciała
1.16. Promieniowanie termiczne ciał rzeczywistych (nieczarnych)
1.17. Widmo promieniowania ciał rzeczywistych
1.18. Podstawowe pojęcia z dziedziny fizyki promieniowania termicznego
1.19. Zdolność emisyjna i absorpcyjna

2. Teorie promieniowania termicznego oparte na fizyce
klasycznej
2.1. Rozwój badań
2.2. Klasyczne teorie i prawa promieniowania (termicznego ) cieplnego ciała doskonale czarnego
2.3. Widma promieniowania ciała doskonale czarnego
2.4. Przyczynek Rayleigha-Jeansa i Wiena do rozwiązania funkcji rozkładu natężenia promieniowania ciała doskonale czarnego
2.5. Podsumowanie wyników badań nad promieniowanier termicznym ciała doskonale czarnego metodą klasyczną

3. Kwantyzacja promieniowania termicznego
3.l. Od pojęć klasycznych do pojęć kwantowych
3.2. Teoria klasyczna a fizyka kwantów
3.3. Badania u schyłku XIX wieku, które doprowadziły do sformułowania słynnego prawa promieniowania Plancka
3.4. Przypomnienie „klasycznego" rachunku Plancka
3.5. Przyczyny wprowadzenia nieciągłej struktury promieniowania
3.6. Wyprowadzenie wzoru Plancka
3.7. Analiza wzoru Plancka
3.8. Transformacje wzorów na promieniowanie temperaturowe
3.9. Intensywność promieniowania
3.10. Odmienny sposób wyprowadzenia wzoru na rozkład emisji promieniowania
3.11. Krótki dowód prawa promieniowania Plancka
3.12. Perspektywy zastosowania teorii Plancka
3.13. Pianek a kwanty energii promieniowania termicznego

4. Detekcja promieniowania termicznego
4.1. Sposoby przenoszenia ciepła
4.2. Przenoszenie ciepła przez promieniowanie elektromagnetyczne
4.3. Źródła promieniowania termicznego (cieplnego)
4.4. Odbiorniki promieniowania termicznego
4.5. Podczerwień termiczna i jej detekcja
4.6. Przetworniki obrazu w podczerwieni
4.7. Przykłady i metody pomiaru promieniowania termicznego
4.8. Wyznaczanie temperatury ciała doskonale czarnego
4.9. Piroelektryki
4.10.Pirometry
4.11.Pirometria optyczna ciał stałych i cieczy
4.12.Pirometry promieniste
4.13.Rodzaje pirometrów
4.14.Pomiar energetyczny promieniowania metodą pomiaru promieniowania sumarycznego (całkowitego)
4.15.Termopary
4.16.Bolometry
4.17.Parametry detektorów promieniowania
4.18.Rodzaje detektorów promieniowania
4.19. Ogólnie o detektorach półprzewodnikowych
4.20. Fotorezystory
4.21. Fotoogniwa
4.22. Fotodiody
4.23. Złącza tunelowe
4.24. Zjawisko fotowoltaiczne w złączu p-n
4.25. Budowa urządzeń nazywanych diodami półprzewodnikowymi
4.26. Zjawisko fotomagnetoelektryczne (FME)
4.27. Detektory dwuskładnikowe
4.28. Detektory trójskładnikowe
4.29. Ograniczenia detekcji promieniowania podczerwonego
4.30. Granica detekcji szumów
4.31. Heterozłączowe detektory podczerwieni z HgCdTe
4.32. Detektory ze studni kwantowych AlGaAs/GaAs