Основні закони теплового випромінювання

Теплове випромінювання є результат перетворення енергії теплового руху атомів і молекул тіла в енергію оптичного випромінювання. Температура випромінюючого тіла визначає як значення потоку випромінювання, так і його спектральний склад.

Основні закони теплового випромінювання сформульовані стосовно до абсолютно чорного тіла, під яким розуміється приймач оптичного випромінювання, що повністю поглинає падаючі на нього випромінювання незалежно від напрямку падіння, спектрального складу і поляризації. Існує ще інше визначення поняття абсолютно чорного тіла: це тепловий випромінювач, здатний створювати за інших рівних умов найбільший у порівнянні з іншими тепловими випромінювачами потік випромінювання.

Закон Кірхгофа встановлює зв'язок між здатностями тіла випромінювати і поглинати випромінювання: відношення щільності випромінювання тіл з однаковою температурою дорівнює відношенню їх коефіцієнтів поглинання:

.

Закон Кірхгофа можна записати інакше:

(8)

де — щільність випромінювання абсолютно чорного тіла при тій же температурі, Вт·м^-2.

Інакше кажучи, відношення щільності випромінювання до коефіцієнта поглинання для всіх тіл, що мають однакову температуру, — величина постійна, рівна щільності випромінювання абсолютно чорного тіла при тій же температурі.

Закон Стефана — Больцмана встановлює зв'язок між щільністю випромінювання тіла і його температурою. Стефан і Больцман установили, що щільність випромінювання абсолютно чорного тіла залежить тільки від його температури і пропорційна її четвертому ступеню:

(9)

де — щільність випромінювання абсолютно чорного тіла, Вт·м^-2; — постійна, рівна 5,672 10-8 Вт·м^-2·гради^-4; Т - абсолютна температура, К.

Основні закони теплового випромінювання дозволяють зробити наступні виводи.

1. Потік випромінювання абсолютно чорного тіла пропорційний четвертому ступеню температури нагрівання.

2. Значення максимуму спектральної щільності потоку випромінювання абсолютно чорного тіла пропорційно п'ятому ступеню температури нагрівання.

3. З підвищенням температури нагрівання абсолютно чорного тіла максимум кривої спектральної щільності його потоку випромінювання зміщається убік більш коротких довжин хвиль.

Класифікація, основні характерисТикИ світильНикІв

Багато джерел світла мають велику яскравість, від сліпучою дії якої необхідний захист. Крім цього, джерела світла, як правило, розподіляють свій світловий потік в усіх напрямках, у той час як потрібно, щоб він був спрямований на освітлювані поверхні. Часто доводиться захищати джерело світла від механічних ушкоджень і руйнуючої дії навколишнього середовища.

Ці причини змушують використовувати світлові прилади, що представляють собою сукупність джерела світла і пристрою, призначеного для його кріплення, включення в мережу, перерозподіли світлового потоку, обмеження сліпучої дії, захисту від механічних ушкоджень і впливу навколишнього середовища.

Світловий прилад, призначений для освітлення об'єктів, що перебувають від нього на порівняно невеликих відстанях, називається світильником, а для більш далекої дії — прожектором.

Світильники класифікуються по наступних ознаках: за характером світлорозподілу, за призначенням, за виконанням і за способом установки.

За призначенням світильники можуть бути для освітлення закритих приміщень, відкритих просторів, суднові, залізничні й ін.

За виконанням світильники класифікуються залежно від ступеня їх захисту від шкідливих факторів навколишнього середовища, наприклад від пилу, на три класи: пилозахисні, пилозахисні і пилонепроникні; від вологи на вісім класів: водонезахисні, краплезахисні, бризкозахисні, герметичні та ін.

Виконання світильників залежить і від ступеня забезпечення пожежної безпеки. Воно визначається ступенем займистості опорних поверхонь, на які встановлюються світильники.

Залежно від ступеня вибухозахисту світильники підрозділяються на підвищеної надійності проти вибуху, вибухобезпечні, особливо-вибухобезпечні.

Світильники класифікуються і по ступеню захисту від ураження електричним струмом обслуговуючого персоналу. Існує п'ять класів виконання за цією ознакою.

За способом установки світильники діляться на підвісні, стельові, вбудовані, настінні, настільні й ін.

Основні характеристики кожного світильника:

1) світлорозподіл;

2) захисний кут;

3) коефіцієнт корисної дії.