1. Тепловое излучение.

Все вещ-ва, независ. от их природы состоят из атомов. При любой темпер. выше 0K всё находится в хаотическом тепловом движении. Вследствие хаотич. тепл. движения все тела в окруж. пр-во испускают э/м излучение определённых диапазонов, именуемое теплов. излучением. Тепл. излучение в сильной степени зависит от температуры тела. Чем выше темп-ра, тем интенсивнее тепл. излуч. Тепл. излучение, посылаемое любым телом, характеризуется сплошным спектром, т.е. присутствует совокупность различных длин волн. Для более нагретых тел (до высоких температур) преобладают более короткие волны. Любое тело при T>0 K называют нагретым. Из всех видов разл. излучений тепловое излуч. - единственное имеет равновесный характер. Любое тело, находясь в окружении других тел как испускает излучение, так поглощает его. За короткое время в силу наличия 2-х процессов испускания и поглощения устанавливается тепловое равновесие.

Характеристики теплового излучения.

Тепловое излучение описывается с помощью 2-х характеристик:

1) Энергетическая светимость тела или интегральная излучательность тела. Энерг. светимостью наз. физич. величину, численно равную энергии теплов. излучения, испускаемого с 1м² в 1 сек нагретым телом по всем длинам волн. Обознач. R_T., т.е. R_T - удельная тепловая мощность.

.

2) Спектральная плотность электрич. светимости (СПЭС). СПЭС назыв. физич. величина, численно равная энергии тепл. излучения, испускаемой с 1 м² нагретого тела в 1 сек., отнесённой к длиггому интервалу длин волн и вблизи данной длины волны. ;; R_,TR_,T;

R_,T и R_T связ. друг с другом:.

(0;) обозн. интервал присутствующих длин волн в излучении, испускаемом данным нагретым телом.

Закон Кирхгофа

Кирхгоф установил зависимость СПЭС от спектр. плотности погл. СПС.

- функция Кирхгофа.

Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглащательной способности для различных по природе тел одинаково и является функцией Кирхгофа.

(Примечание: здесь и далее “?” означает “ч”)

Следствия из з-на Кирхгофа:

1) Зная функцию Кирхгофа, можно найти СПЭС любого не чёрного тела:

... (3)

2) Из (3) можно найти энергетическую светимость:

Энерг. светимость серого тела равна энерг. светимости а.ч.т. на коэф-т погл.

3) Если закон Кирхгофа справедлив для некоторого излучения, то оно является тепловым.

2.

3.

Стефана-Больцмана:

С повышением температуры тела его энергия возрастает пропорционально четвёртой степени температуры.

Закон смещения Вина даёт возможность установить характер изменения распределения энергии в спектре чёрного тела с повышением T.

b=2,9·10^3 [м·K] - постоянная Вина;

 - длина волны, на которую приходится максимум СПЭС.

З-н смещения Вина: С повышением температуры нагретого тела длина волны соответствует максимальному смещению влево (в область коротких длин волн).

Следствие - с нагреванием изменяется цвет.

4.

Релей-Джинс предложили что все атомы явл. гармоническими осциляторами, посылающими тепловое излучение. Основываясь на законе о равномерном распределении энергии по стпеням свободы, получили: ;

... (1)

В области больших длин волн теоретическая и опытная кривые совпадают.

В области коротких длин волн наблюдается расхождение  т.н. ультра-фиолетовая катастрофа.

Опытные данные полностью несоотв. закону Стефана-Больцмана. Применение теории на основании классической физики было безупречно верно. У.ф. катастрофа обозначала крах основных положений классической физики.