Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение, возникающее за счёт внутренней энергии тела. Имеет сплошной спектр, максимум которого зависит от температуры тела. При остывании последний смещается в длинноволновую часть спектра. Тепловое излучение испускают, например, нагретый металл, земная атмосфера и белый карлик.
Причиной того, что вещество излучает электромагнитные волны, является устройство атомов и молекул из заряженных частиц, из-за чего вещество пронизано электромагнитными полями. В частности, при столкновениях атомов и молекул происходит их ударное возбуждение с последующим высвечиванием. Характерной чертой является то, что при усреднении коэффициента излучения по максвелловскому распределению, начиная с энергий hν ∼ kT, в спектре начинается экспоненциальный завал.
В случае, если излучение находится в термодинамическом равновесии с веществом, то такое излучение называется равновесным. Спектр такого излучения эквивалентен спектру абсолютно чёрного тела и описывается законом Планка. Однако в общем случае тепловое излучение не находится в термодинамическом равновесии с веществом, таким образом более горячее тело остывает, а более холодное наоборот нагревается. Спектр такого излучения определяется законом Кирхгофа.
Основные понятия и характеристики теплового излучения.
Энергетическая светимость тела
Энергетическая
светимость тела -
—
физическая величина, являющаяся функцией
температуры и численно равная энергии,
испускаемой телом в единицу времени с
единицы площади поверхности по всем
направлениям и по всему спектру частот.
; 
Дж/с·м²
= Вт/м²
Спектральная плотность энергетической светимости
Спектральная плотность энергетической светимости — функция частоты и температуры, характеризующая распределение энергии излучения по всему спектру частот (или длин волн).
Аналогичную
функцию можно написать и через длину
волны:
Можно доказать, что спектральная плотность энергетической светимости, выраженная через частоту и длину волны, связаны соотношением:
Поглощающая способность тела
Поглощающая
способность тела — 
—
функция частоты и температуры,
показывающая, какая часть энергии
электромагнитного излучения, падающего
на тело, поглощается телом в области
частот 
вблизи 
.
где 
—
поток энергии, поглощающейся телом.
— поток энергии, падающий на тело в области вблизи .
Отражающая способность тела
Отражающая
способность тела — 
—
функция частоты и температуры, показывающая
какая часть энергии электромагнитного
излучения, падающего на тело, отражается
от него в области частот
вблизи
.
где 
—
поток энергии, отражающейся от тела.
— поток энергии, падающий на тело в области вблизи .
Абсолютно чёрное тело
Абсолютно черное тело — это физическая абстракция (модель), под которой понимают тело, полностью поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение.
—
для
абсолютно чёрного тела.
Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой.
Важность абсолютно чёрного тела в вопросе о спектре теплового излучения любых (серых и цветных) тел вообще, кроме того, что оно представляет собой наиболее простой нетривиальный случай, состоит ещё и в том, что вопрос о спектре равновесного теплового излучения тел любого цвета и коэффициента отражения сводится методами классической термодинамики к вопросу об излучении абсолютно чёрного тела (и исторически это было уже сделано к концу XIX века, когда проблема излучения абсолютно чёрного тела вышла на первый план).
Близким
к единице коэффициентом поглощения
обладают сажа и платиновая чернь. Сажа,
поглощает до 99 % падающего излучения
(то есть имеет альбедо,
равное 0,01) в видимом диапазоне длин
волн, однако инфракрасное излучение
поглощается ей значительно хуже. Наиболее
чёрное из всех известных веществ -
изобретённая в 2014 году субстанция Vantablack,
состоящая из параллельно
ориентированных углеродных
нанотрубок,-
поглощает 99,965 % падающего на него
излучения в диапазонах видимого света,
микроволн и радиоволн:
Среди тел Солнечной системы свойствами абсолютно чёрного тела в наибольшей степени обладает Солнце. Максимум энергии излучения Солнца приходится примерно на 470 нм (зеленая область спектра), что соответствует температуре наружных слоев Солнца около 6200 К (если рассматривать Солнце как абсолютно черное тело).
Термин «абсолютно чёрное тело» был введён Густавом Кирхгофом(Густав Роберт Кирхгоф (нем. Gustav Robert Kirchhoff) - один из великих физиков XIX века.) в 1862 году.
Серое тело
Серое тело — это такое тело, коэффициент поглощения которого не зависит от частоты, а зависит только от температуры
—
для
серого тела.
Объемная плотность энергии излучения
Объемная
плотность энергии излучения — 
—
функция температуры, численно равная
энергии электромагнитного излучения
в единицу объёма по всему спектру частот.
Спектральная плотность энергии
Спектральная
плотность энергии — 
—
функция частоты и температуры, связанная
с объемной плотностью излучения формулой:
Следует отметить, что спектральная плотность энергетической светимости для абсолютно чёрного тела связана со спектральной плотностью энергии следующим соотношением:
—
для
абсолютно чёрного тела.
Основные законы теплового излучения