Характеристики теплового излучения. 1. Поток (мощность) излучения Ф (иногда обозначается буквой Р) – энергия, излучаемая за 1 сек со всей поверхности нагретого тела по всем направлениям в

1. Поток (мощность) излучения Ф (иногда обозначается буквой Р) – энергия, излучаемая за 1 сек со всей поверхности нагретого тела по всем направлениям в пространстве и во всем спектральном диапазоне:

, в СИ . (1)

2. Энергетическая светимость R – энергия, излучаемая за 1 сек с 1 м² поверхности тела по всем направлениям пространстве и во всем спектральном диапазоне. Если S – площадь поверхности тела, то

, , в СИ , (2)

Очевидно, что .

3. Спектральная плотность энергетической светимости r_λ - энергия, излучаемая за 1 сек с 1м² поверхности тела по всем направлениям на длине волны λ в единичном спектральном диапазоне , [r_λ]→

Рис. 1

Зависимость r_l от l называют спектром теплового излучения тела при данной температуре (при Т = const). Спектр дает распределение излучаемой телом энергии по длинам волн. Он показан на рис. 1.

Можно показать, что энергетическая светимость R равна площади фигуры, ограниченной спектром и осью (рис. 1).

4. Способность нагретого тела поглощать энергию внешнего излучения определяется монохроматическим коэффициентом поглощения а_l,

, (3)

т.е. а_l равноотношению потока излучения с длиной волны l, поглощенного телом, к потоку излучения той же длины волны, упавшему на тело. Из (3.) следует, что а_l – величина безразмерная и.

По типу зависимости а от l все тела делятся на 3 группы:

1). Абсолютно черные тела:

для них коэффициент поглощения а = 1 на всех длинах волн при любых температурах (рис. 3, 1), т.е. абсолютно черное тело полностью поглощает все падающее на него излучение. “Абсолютно черных” тел в природе нет, моделью такого тела может являться замкнутая непрозрачная полость с маленьким отверстием (рис. 2). Луч, попавший в это отверстие, после многократных отражений от стенок будет практически полностью поглощен.

К абсолютно черному телу близко солнце, его Т = 6000 К.

2). Серые тела: их коэффициент поглощения а < 1 и одинаков на всех длинах волн при любых температурах (рис. 3, 2). Например, серым телом можно считать тело человека в задачах теплообмена с окружающей средой.

3). Все остальные тела:

для них коэффициент поглощения а < 1 и зависит от длины волны, т.е. а _l = f (l), эта зависимость представляет собой спектр поглощения тела (рис. 3, 3).

Дата добавления: 2014-01-20