3.2. Виды лучистых потоков

Пусть имеется поверхность твердого тела, для которой коэффициент пропускания D=0. Обозначим лучеиспускателъную способность тела через Е_соб.

Е _соб собственное излучение тела, которое полностью определяется темпе­ратурой и физическими свойствами тела. Со стороны других тел на рассматриваваемое тело падает лучистая энергия, ко­торую обозначим Е_пад. Е_пад- падающее излучение. Часть падающего излучения поглощается телом, а остальная часть отражается от него.

Е_погл=А*Е_пад - поглощенное излучение.

Е_отр=(1-А)*Е_пад - отраженное излучение.

Рис. 18. К определению

видов лучистых потоков.

Сумма собственного Е_соб и отраженного излучения Е_отр назы­вается эффективным излучением Е_эф:

Эффективное излучение Е_эф зависит не только от физических свойств и температуры данного тела, но и от физических свойств и темпера­туры окружающих его тел, а также от формы, размеров и относитель­ного расположения тел в пространстве.

Результирующее излучение Е_рез представляет собой разность между собственным излучением Е_соб и поглощенным данным телом излучением Е_погл

Величина Е_рез определяет лучистую энергию, которую данное тело передает его телам в процессе лучистого теплообмена.

Результирующее излучение можно представить следующим образом.

Результирующее излучение может быть положительным, отрицатель­ным и равным нулю.

3.3. Законы теплового излучения

1.Закон Планка

Закон Планка устанавливает зависимость интенсивности излучения абсолютно черного тела I₀ от температуры и длины волны. Эта зави­симость была получена Планком теоретически и имеет следующий вид:

(126)

где λ - длина волны;

Т - абсолютная температура, К;

С₁=3,74* 10^-16 Вт/м² - первая постоянная Планка;

С₂ - 1,44*10^-2 М*К - вторая постоянная Планка.

Здесь и далее индекс "0" у какой-либо величины будет указывать, что эта величина относится к абсолютно черному телу.

Графическая интерпретация закона Планка представлена на рис. 19. Из приведенных на графике изотерм видно, что с увеличением длины волны интенсивность излучения быстро растет, достигает максимума, затем падает.

Из уравнения (124) следует, что I₀=0, когда Т=0 либо ког­да λ=0 или λ=∞.

Р ис. 19. Графическое представле­ние законов Планка и Вина.

На графике заштрихованная площадь представляет собой излучательную способность абсолютно черного тела в интервале длин волн dλ:

(127)

Полная же излучательная способность абсолютно черного тела (интегральное излучение) будет равна:

(128)

2.Закон смещения Вина

Закон смещения Вина устанавливает значение длины волны, при которой будет максимальная интенсивность излучения при данной температуре.

, (129)

Согласно закону Вина максимальная величина интенсивности излучении с повышением температуры сдвигается в сторону более коротких волн (что наглядно иллюстрируется пунктирной кривой на рис. 19.