КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Тепловое излучение. Закон Кихгофа
Под тепловым излучением понимают излучение электромагнитных волн телами за счет их внутренней энергии, то есть за счет теплового движения молекул и атомов. Такое излучение присуще всем телам, так как тепловое движение существует при всех температурах выше абсолютного нуля. В отличие от других видов излучения тепловое излучение является равновесным, то есть может находиться в равновесии с излучающим телом. Это связано с тем, что интенсивность теплового излучения I зависит от температуры излучающего тела, и поэтому любые отклонения от равновесного состояния между излучающим телом и излучением приводят к тому, что положение равновесия восстанавливается.
Для описания теплового излучения вводятся такие понятия, как спектральная плотность энергетической светимости r λ,T (испускательная способность) и энергетическая светимость RT: (6.1) Как видно из формул (6.1), RT представляет собой энергию, излучаемую с единицы поверхности тела в единицу времени во всем интервале длин волн (или частот). Спектральная плотность энергетической светимости rλ,T определяет энергию, излучаемую с единицы поверхности тела в единицу времени в единичном интервале длин волн. В теоретических и экспериментальных исследованиях наряду с rλ,T применяется характеристика rν,T, зависящая от частоты излучения.
Для описания способности тел поглощать электромагнитное излучение вводят монохроматический коэффициент поглощения (поглощательную способность)
Он показывает, какая часть энергии dW падпадающего излучения с длинами волн в пределах от λ до λ + dλ поглощается телом. По способности поглощать электромагнитное излучение выделяют два идеальных тела: абсолютно черное тело (а.ч.т.) – тело, которое во всем интервале длин волн поглощает полностью падающее на него излучение (aλ,T = 1); абсолютно серое тело (а.с.т.) – тело, для которого поглощательная способность во всем интервале длин волн является постоянной величиной, меньшей единицы (aλ,T = const< 1). Моделью а.ч.т. можно считать полость внутри тела, которое имеет малое входное отверстие (рис. 6.4). Действительно, все излучение, попадающее в эту полость, практически не выходит наружу. Это связано с тем, что при многократных отражениях от стенок полости энергия падающего излучения практически полностью поглощается. Следовательно, поглощательная способность такой полости во всем интервале длин волн будет равна единице, и тогда выходящее из полости тепловое излучение представляет собой излучение а.ч.т. Поглощательная и испускательная способности любого тела связаны между собой законом Кирхгофа. Согласно закону Кирхгофа в состоянии теплового равновесия отношение испускательной способности тела к его поглощательной способности не зависит от природы тела и является универсальной функцией температуры тела и длины волны, которую называют универсальной функцией Кирхгофа, или испускательной способностью абсолютно черного тела:
где r 0λ ,T – испусательная способность абсолютно черного тела. Из закона Кирхгофа следует, что если на каком то интервале длин волн тело сильно излучает, то на этом интервале длин волн оно и сильно поглощает.
Излучение а.ч.т. можно излучить с помощью спектральных приборов и построить график зависимости испускательной способности r 0λ ,T от длины волны λ (рис.6.5 б). Как видно из рисунка, график имеет максимум, зависящий от температуры тела; кривая r 0λ ,T плавно спадает в области больших длин волн и практически равна нулю в области рентгеновского излучения. С увеличением температуры интенсивность излучения возрастает, максимум r 0λ ,T увеличивается и смещается в область малых длин волн.
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 1150; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |