44. Поглощение света. Законы: Бугера, Бугера-Ламберта-Бэра…

Поглощение света может вызывать нагревание в-ва, возбуждение и ионизацию атомов или молекул, фотохимические реакции.

Закон Бугера.Физический смысл в том, что сам процесс потери фотонов пучка в среде не зависит от их плотности в световом пучке,т.е. от интенсивности света и от полудлины I.

I=I0 exp(-αx), (1)

где I0, I -интенсивности света на входе (х=0) и выходе из слоя среды толщины х, α-коэффициент поглощения, он зависит от λ.

Бугера — Ламберта — Бера закон, определяет постепенное ослабление параллельного монохроматического (одноцветного) пучка света при распространении его в поглощающем веществе. Если мощность пучка, вошедшего в слой вещества толщиной l, равна I_o, то, согласно Б.—Л.—Б. з., мощность пучка при выходе из слоя

I (l) = I_oe ^{- ccl,}

где c — удельный показатель поглощения света, рассчитанный на единицу концентрации с вещества, определяющего поглощение;

Прозра́чность среды́ — отношение величины потока излучения, прошедшего без изменения направления через слой среды единичной толщины к величине падающего потока (то есть без учёта эффектов рассеивания и влияния эффектов на поверхностях раздела).

45. Тепловое излучение

Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение с непрерывным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их тепловой энергии.

Абсолютно чёрное тело — физическая идеализация, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.

Серое тело — это такое тело, коэффициент поглощения которого не зависит от частоты, а зависит только от температуры

Характеристики теплового излучения

Поток излучения Ф – средняя мощность излучения за время, значительно большее периода световых колебаний. [Вт]

Энергетическая светимость Re - поток излучения, испускаемый 1 м2 поверхности [Вт/м2]

Спектральная плотность энергетической светимости тела r – отношение энергетич.светимости узкого участка спектра к ширине этого участка

Спектр излучения тела – зависимость спектральной плотности от длины волны

Коэффициент поглощения характеризует способность тела поглощать энергию излучения.

α=Фпогл/Фпад

Абсолютно чёрное тело - тело, коэффициент поглощения которого= для всех длин волн.

Серое тело – тело, коэффициент поглощение меньше 1 и не зависит от длины волны света, падающего на него.

Закон Кирхгофа: при одинаковой температуре отношение спектральной плотности энергетической светимости к монохроматическому коэфф.поглощения одинаково для любых тел, в том числе и для чёрных.

Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость чёрного тела пропорциональна четвёртой степени его термодинамической температуры. (эта величина - постоянная Стефана-Больцмана).

где — постоянная Планка, k — постоянная Больцмана, c — скорость света

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:

Закон смещения Вина:

длина волны lмакс, на которую приходится максимум энергии в спектре равновесного излучения, обратно пропорциональна абсолютной температуре Т излучающего тела: lмакс·Т = b, где b — постоянная, равная 0,2897 см·К. В.