نقض قانون ماکس پلانک در فواصل کوتاه

[SadafG]

 نقض قانون ماکس پلانک در فواصل کوتاه  


فیزیکدانان MIT با نقض قانون "ماکس پلانک" در مورد فواصل کوتاه نشان دادند که انتقال گرما در فواصل بسیار کوتاه کمتر از 10 نانومتر می تواند هزار برابر شدیدتر از پیش بینی های قانون این دانشمند آلمانی باشد.


به گزارش خبرگزاری مهر، ماکس پلانک فیزیکدان آلمانی در سال 1900 قانون پرتوهای جسم سیاه را ارائه کرد. این قانون روش پراکندگی گرما را در طول موجهای مختلف تابش از یک جسم ایده آل بدون قابلیت انعکاس نشان می دهد. به این جسم ایده آل غیر قابل انعکاس، جسم سیاه گفته می شود.

این قانون بیان می دارد که تابش گرمای مرتبط با طول موجهای مختلف، یک الگوی دقیق دارد که با دمای جسم تغییر می کند.

اکنون دانشمندان موسسه تکنولوژی ماساچوست نشان دادند که این قانون تنها در مورد فواصل دور و در مقیاسهای بزرگ صادق است و در مورد فواصل کوچک نقض می شود.

این محققان در این خصوص اظهار داشتند: "ماکس پلانک بسیار دقیق بود و تائید کرده بود که این تئوری تنها برای سیستمهای بزرگ اعتبار دارد اما نمی دانست که پیش بینی هایش در چه شرایطی قبل بررسی هستند."

براساس گزارش نانو لترز، این پژوهشگران با استفاده از یک سطح فلزی و یک سطح شیشه ای بسیار کوچک و یک میکروسکوپ با نیروی اتمی توانستند تغییرات دمایی را که میان این دو جسم مبادله می شود با دقت بسیار بالایی اندازه گیری کنند.

به این ترتیب دریافتند که در فاصله 10 نانومتر (10 میلیاردیوم متر) انتقال گرمایی می تواند هزار برابر شدیدتر از پیش بینی های قانون پلانک باشد.

[yasermym]

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]نقض قانون ماکس پلانک در مقياس نانو  

در سال 1900 ماکس پلانک فيزيک‌دان مشهور آلماني، طريقه انتقال حرارت از يک شئ مات به نام جسم سياه را تشريح کرد. وي در همان زمان اشاره کرد که شايد اين قانون در مورد اشيائي که فاصله بين آنها خيلي کم است صدق نکند.

محققان تاکنون توانسته بودند صفحات مسطح را تا حد يک ميکرومتر بهم نزديک کنند؛ اما اين فاصله براي مشاهده اين اثر زياد بود. اخيراً دانشمندان موسسه فناوري ماساچوست (MIT) با قرار دادن يک کره شيشه‌اي در فاصله چندين نانومتري از يک صفحه نشان دادند که مقدار تشعشع صفحه خيلي بيشتر از مقداري است که قانون ماکس پلانک پيش‌بيني کرده است.


  


در اين مطالعه که جزئيات آن در شماره ماه اوت مجله Nano Letters منتشر شده است، انتقال انرژي گرمايي بين يک ميکروکره و يک صفحه صاف که در فاصله 30 نانومتري از هم قرار داشتند، بطور تجربي اندازه‌گيري و نشان داده شد که ضريب انتقال حرارت در شکاف‌هاي نانومقياس 3 برابر بيشتر از حد تابش جسم سياه است.

از اين جريان بالاي انرژي مي‌توان براي توسعه خنک‌کننده‌هاي تابشي و فناوري ترموفوتوولتائيک استفاده کرد. به عنوان مثال، تجهيزات ذخيره داده و انرژي خورشيد به دليل گرم شدن تدريجي در حين فعاليت از کارايي کمي برخوردارند. اگر بتوان فاصله اجزاي اين ابزار را در حد نانومتر کم کرد گرماي ايجاد شده مي‌تواند در بين اين مجاري جريان پيدا کرده و مانع افزايش موضعي دما شود.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]