Жылулық сәулелену және оның сипаттамалары.

Жылулық сәулелену заттың атомдары мен молекулаларының жылулық қозғалыс әнергиясы нәтижесінде орын алады. Бұл құбылыс температурасы 0 К -нен жоғары температураларда барлық денелерге тән. Жылулық сәулелену - тепе-теңдік құбылыс – дене бірлік уақытта қанша әнергия жұтса, сонша әнергияны жарық ретінде шығарады.

Дененің әнергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығы - жылулық сәулеленудің сандық сипаттамасы болып табылады. – дене бетінің бірлік ауданынан шығатын жарықтың қуаты.

( - 1 секундта дененің ауданы 1м² бетінен және жиіліктер интервалында шығарылатын әлектромагниттік сәулеленудің әнергиясы). Оның өлшем бірлігі – Джоуль бөлінеген метрдің шаршысы (Дж/м²). Сәуле шығару қабілетін толқын ұзындығының функциясы ретінде сипаттауға болады:

, онда .

бойынша интегралдық әнергетикалық жарқырау:

Д енелердің жарық жұту қабілеті - спектрлік жұту қабілетімен сипатталады. Бұл шама әнергияның бірлік уақытта дененің бірлік ауданында жиіліктері және интервалында жататын әлектромагниттік толқындардың әнергияларының қандай бөлігі денемен жұтылатынын сипаттайды.

Абсолют қара дене.

Кез келген температурада өзіне түскен барлық сәулелерді талғамай жұтатын дене абсолют қара дене деп аталады. Қара дененің барлық жиілік және температура үшін спектрлік жұтқыштық қабілеті бірге тең: . Абсолют қара денелер табиғатта жоқ, алайда қара күйе сияқты заттар жиіліктің белгілі бір интервалында абсолют қара денеге жақын келеді. Кішкене О тесігі бар іші толығымен қап-қара қуыс дене қара дененің идеал моделі болып табылады. Мұндай қуысқа кірген сәуле толығымен жұтылады.

Қара дене түсінігімен қатар сұр дене деген түсінік бар – жарық жұтқыштық қабілеті бірден аз, бірақ барлық жиілікке бірдей және температураға, материалға және дененің бетінің күйіне тәуелді денелер:

Кирхгоф заңы.

Кирхгоф заңы денелердің сәуле шығарғыштық және жұтқыштық қабілеттері арасындағы байланысты анықтайды.

Дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің оның сәуле жұтқыштық қабілетіне қатынасы дененің табиғатына байланысты емес; барлық денелерге бірдей, сәуле толқын ұзындығымен температураға тәуелді - әмбебап функция болады, ол абсолют қара дененің сәуле шығарғыштық қабілетіне тең.

Қара дене үшін , сол себепті Кирхгофтың әмбебап функциясы қара дененің әнергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығы (сәуле шығарғыштық қабілеті) болып табылады. Жылулық сәулелену теориясында - ң жиілікке және температураға айқын тәуелділігін табу өте маңызды есеп болып табылады.

Стефан – Больцман заңы.

Сұр дененің әнергетикалық жарқырауы ( бойынша интегралдық):

Мұндағы,

• қара дененің әнергетикалық жарқырауы тек температураға тәуелді. Бұл тәуелділікті Стефан – Больцман заңы сипаттайды: қара дененің әнергетикалық жарқырауы термодинамикалық температураның төртінші дәрежесіне пропорционал:

(сәйкесінше сұр дене үшін ), мұндағы - Стефан – Больцман тұрақтысы.