72 Абсолютно білі, чорні і сірі тіла.

Абсолютно біле тіло має 1 і відображає все падаюче на нього теплове випромінювання. Дзеркальна полірована поверхня, що відбиває понад 95% променистої теплової енергії, близька до абсолютно білому тілу.

А абсолютно біле тіло не здатне ні випромінювати, ні поглинати.

Прикладом абсолютно білого тіла може служити (з деяким наближенням) дуже ретельно полірована мідь. Стан поверхні тіла має більше значення відбивної Фігури.

Абсолютно чорних і абсолютно білих тіл в природі не існує. Тому зазвичай прийнято називати тіла сірими. До абсолютно чорним тілам близькі оксамит, чорне сукно і сажа, які поглинають до 95 - 98% теплового випромінювання. До абсолютно білим тілам близькі поліровані мідь і алюміній, які поглинають тільки 2 - 4% теплового випромінювання.

Абсолютно чорне тіло — фізична абстракція, що вживається у термодинаміці; тіло, яке цілком поглинає проміння (всіх довжин хвиль), що падає на нього. Не зважаючи на назву, абсолютно чорне тіло може випускати теплове випромінювання. Спектр випромінювання абсолютно чорного тіла визначається тільки його температурою. Практичною моделлю чорного тіла може бути порожнина з невеликим отвором і зачорненими стінками, оскільки світло, що потрапляє крізь отвір в порожнину, зазнає багатократних віддзеркалень і сильно поглинається. Глибокий чорний колір деяких матеріалів (деревного вугілля, чорного оксамиту) і зіниці людського ока пояснюється тим же механізмом.

Термін введений Густавом Кірхгофом у 1862 році.

Коефіцієнт поглинання А. ч. т. (відношення енергії, що поглинається, до енергії падаючого потоку) дорівнює 1.

Закон випромінювання Планка

Інтенсивність випромінювання абсолютно чорного тіла залежно від температури й частоти визначається законом Планка:

де   — потужність випромінювання на одиницю площі поверхні випромінювання на одиницю тілесного кута у діапазоні частот від   до 

Сіре тіло — тіло, що його коефіцієнт поглинання хвиль менший за одиницю і сталий для хвиль усіх довжин. За своїми властивостями найближчими до С. т. у видимій ділянці спектра є вугілля, сажа та ін. Розподіл енергії в спектрі теплового випромінювання С. т. відрізняється від її розподілу у відповідному спектрі абсолютно чорного тіла (при тій самій температурі) лише меншою світністю енергетичною. На С. т. поширюються закони випромінювання абсолютно чорного тіла, зокрема Планка закон випромінювання, Релея — Джінса закон випромінювання (записи їх відрізняються лише константами). Поняття С. т. застосовують в оптичній пірометрії.

73 Закон Стефана-Больцмана.

Закон Стефана-Больцмана дає залежність енергії випромінювання з одиниці площі поверхні в одиницю часу від ефективної температури тіла, що випромінює.

Закон Стефана - Больцмана - інтегральний закон випромінювання абсолютно чорного тіла. Визначає залежність потужності випромінювання абсолютно чорного тіла від його температури.

У словесній формі закон може бути сформульовано таким чином:

Повна об'ємна щільність рівноважного випромінювання і повна іспускательной здатність абсолютно чорного тіла пропорційна четвертого ступеня його температури.

Загальна енергія теплового випромінювання визначається як:

,

де   — потужність на одиницю площі поверхні випромінювання, а

 Вт/(м²·К⁴) — стала Стефана—Больцмана.

Інтесивність випромінювання енергії абсолютно чорним тілом в залежності від частоти випромінювання визначається законом Планка як:

де

•  становить кількість випроміненої енергії з одиниці площі поверхні в одиницю часу в одиницю тілесного кута на частоті ν абсолютно чорним тілом з температурою T

•  - стала Планка

•  - швидкість світла

•  - стала Больцмана.

Потік випромінювання визначається через інтенсивність як  . Відповідно, щоб визначити повну енергію випромінену на всіх частотах, потрібно проінтегрувати вираз для потоку випромінювання в межах всіх можливих значень частоти:

де виконано заміну змінної інтеррування   й відповідно  .

Отриманий інтеграл є табличним й дорівнює  , тому:

де   є сталою Стефана-Больцмана