2. Визначення поглинальної здатності тіла :

Якщо на елементарну площадку поверхні деякого тіла падає потік променистої енергії (Вт), який обумовлений електромагнітними хвилями, частота яких обмежена інтервалом , і при цьому частина потоку буде поглинута тілом, то поглинальною здатністю тіла називають відношення частини потоку , що була поглинута тілом, до потоку променистої енергії , що надає на поверхню тіла:

- величина безрозмірна; розмірність - ват.

За визначенням поглинальна здатність не може бути більшою за одиницю: <1 . Тіла, які повністю поглинають випромінювання в усьому діапазоні частот називають абсолютно чорними. Реально таких тіл не існує, для вивчення проблеми випромінювання використовуються моделі, які є близькими до абсолютно чорних тіл.

Отже, якщо = , а то =1 .

Тіла, для яких поглинальна здатність є однаковою у всьому діапазоні частот називають сірими. Для таких тіл є функцією лише температури, а для даної температури нагрітості тіла є величиною сталою: = =const<1.

3. Закон Кіргофа

Відношення випромінювальної здатності тіла до його поглинальної здатності є однаковим для всіх тіл, незалежно від їх природи, і є для всіх тіл однією і тією ж універсальною функцією частоти (або довжини хвилі) і температури

(2.1.6)

- універсальна функція Кірхгофа.

Самі величини і можуть значно змінюватись від одного тіла випромінювання до іншого, але їх відношення є однаковим для усіх тіл. Це означає у тому числі і таке: усяке тіло за даної температури випромінює переважно ті ж за кольором, такої ж довжини хвилі, які воно за тієї ж температури найкраще, сильніше за інших поглинає.

Універсальна функція Кірхгофа дорівнює випромінювальній здатності абсолютно чорного тіла.

Дійсно, оскільки для абсолютно чорного тіла =1, то згідно з (2.1.6)

Модель абсолютно чорного тіла

= (2.1.7)

Для визначення функції виду досліджують випромінювання моделі абсолютно чорного тіла, якою слугує порожниста куля з отвором назовні, розміри якого незначні.

Промінь, що потрапляє у кулю через отвір, внаслідок численних актів відбивання від внутрішньої поверхні кулі буде практично повністю поглинутим. Внутрішню поверхню кулі покривають сажі (одну з таких моделей я виготовляла сама), поглинальна здатність якої близька до одиниці. Така куля відповідно до закону Кірхгофа має випромінювальну здатність близьку до функції Кірхгофа . Досліджуючи експериментально випромінювання такої кулі для різних температур нагріву Т стінок порожнини, встановлюють вид .

Функцію Кірхгофа через параметри ʎ , Т позначають . Співвідношення між ними встановлюється на підставі (2.3), (2.5):

(2.1.8)

(2.1.9)

Прилади, які експериментально досліджують випромінювання, градуйовані, як правило, у довжинах хвиль ʎ.

На Рис.1 зображено приблизний вид функції φ(λ,T), отриманий експериментально. Площа, що охоплюється кривою, дає випромінюваність для абсолютно чорного тіла. З кривих видно, що зі зростанням температури T максимум кривої φ(λ,T) зміщується у бік менших довжин хвиль.