Тепловое излучение

Излучение черного тела. Излучение, испускаемое нагретыми телами, называется тепловым. Его принято характеризовать следующими величинами:

Поток теплового излучения Ф _Э: энергия, доставляемая в единицу времени на поверх­ность тела падающими на нее электромагнит­ными волнами (измеряется в Вт=Дж/с).

Энергетическая светимость тела R_Э –поток излучения, испускаемый единицей площади поверхности тела по всем направлениям,: R_Э=dФ _Э / dS (Вт/м²).

Испускательная способность тела r _ν,T –энергетическая светимость dR_Э, отнесенная к узкому интервалу частот d ν, в котором происходит излучение,:

r _ν,T= dR_Э / d ν; онадля данно­го тела зависит как от частоты излучения ν, вблизи ко­торой взят интервал d ν, так и от температуры Т тела. Энергетическая светимость и испускательная способность связаны выражением .

Если на единицу площади поверхности тела падает све­товой поток dФ, то часть этого потока dФ ' погло­щается телом.

Поглощательной способно­стью тела а _ν,Tназывается отношение поглощенного потока dФ ' к падающему dФ, т.е. .

Тела, для которых поглощательная способ­ность для всех частот и температур равна едини­це (т.е. все падающее излучение поглощается), называются абсолютно черными телами (АЧТ). Г. Кирхгоф показал, что наиболее близка к АЧТ сферическая полость с малым входным отверстием. Излучение, попавшее через отверстие внутрь полости, не сможет из-за многократных отражений от стенок выйти наружу, так что подобная полость выглядит как АЧТ (поглощает все излучение, которое проходит через отверстие). Если поддерживать постоянную температуру стенок полости T, то в результате процессов испускания и поглощения электромагнитного излучения нагретыми стенками устанавливается динамическое равновесие: количество излучения определенной частоты, испускаемого стенкой, равно количеству излучения, поглощаемого стенкой.

Закон Кирхгофа: отношение испускательной и поглощательной способностей тела не зависит от природы тела и является универсальной для всех тел функцией частоты излучения и температуры тела:

Дата добавления: 2013-12-12