Теоретичні відомості. Визначення сталої в законі Стефана – Больцмана

Визначення сталої в законі Стефана – Больцмана

Лабораторна робота 50

Прилади та обладнання: пластинка з нікелю, трансформатор, пірометр, амперметр, вольтметр, штангенциркуль.

Випромінювання за рахунок внутрішньої енергії тіла називають тепловим. Тверде або рідке тіло, нагріте до температури, більшої від температури оточуючого середовища, випромінює електромагнітні хвилі широкого діапазону частот (неперервний спектр). Однак розподіл енергії в спектрі випромінювання суттєво залежить від температури: при низькій температурі теплове випромінювання виявляється переважно інфрачервоним, при високій температурі – ультрафіолетовим. Основними характеристиками випромінювання є енергетична світність і спектральна густина світності (випромінювальна здатність).

Енергетичною світністю називається величина, що чисельно дорівнює енергії, яка випромінюється одиницею поверхні тіла за одиницю часу в усьому інтервалі довжин хвиль:

(1)

де - енергія, яка випромінюється тілом, – площа випромінюючої поверхні; t – час.

Спектральною густиною енергетичної світності (випромінювальною здатністю) називається величина, яка являє собою відношення енергії , що випромінюється за одиницю часу одиницею площі поверхні тіла у вузькому інтервалі довжин хвиль , до величини цього інтервалу, тобто

(2)

Величина (2) визначає диференціальну монохроматичну інтенсивність випромінювання. Співвідношення між енергетичною світністю та випромінювальною здатністю має вигляд:

(3)

Енергія монохроматичного світла, що падає на тіло частково поглинається тілом , а частково – відбивається .На основі закону збереження енергії:

(4)

Ділення лівої і правої частин рівняння (4) на приводить до виразу:

(5)

Величина (6)

називається поглинальною здатністю тіла.

Величина (7)

називається відбивною здатністю тіла.

Тіло, що поглинає всю падаючу на нього енергію всіх довжин хвиль, називається абсолютно чорним. Для нього

Дата добавления: 2015-05-24