Вопрос 116

Тепловое излучение тел. Стефана-Больцмана.

1. Закон Стефана-Больцмана: энергетическая светимость абсолютно чёрного тела пропорциональна четвёртой степени его абсолютной температуры.

где =5,6710^-8 Вт/м²град⁴ – постоянная Стефана –Больцмана.

На рисунке 2 представлена зависимость спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела от длины волны излучения.

Рис. 2 Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела при различных температурах

Для серых тел на основании формулы закон Стефана-Больцмана имеет вид:

где - коэффициент поглощения серого тела на отрезке длин волн.

Вопрос 117

Тепловое излучение тел. Вина .

2. Закон смещения Вина: длина волны, соответствующая максимуму излучения абсолютно черного тела, обратно пропорциональна его абсолютной температуре:

где b=0.2897910^-2 мград – постоянная Вина.

На рисунке .2 видно, что при увеличении температуры абсолютно черного тела максимум излучения смещается в сторону меньших длин волн.

Закон Вина выполняется и для серых тел.

Вопрос 118

Тепловое излучение тел. Формула Планка.

Между процессами макромира и процессами микромира существуют качественные различия. Классическая физика оказалась неспособной объяснить закон распределения энергии в спектре излучения абсолютно чёрного тела. Для определения вида функции _т понадобилось совершенно новые идеи о механизме испускания света. В 1900 году М. Планк высказал гипотезу, что поглощение и испускание энергии электромагнитного излучения атомами возможно только отдельными “порциями”, которые получили название квантов энергии. Величина кванта энергии :

где h = 6,625  10^-34 джсек и называется постоянной Планка.

Вопрос 120

Использование тепловидения и термографии в медицине.

Инфракрасная термография, тепловое изображение или тепловое видео — это научный способ получения термограммы — изображения в инфракрасных лучах, показывающего картину распределения температурных полей. Термографические камеры обнаруживают излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра (примерно 0,9-14 мкм) и на основе этого излучения создают изображения, позволяющие определить перегретые или переохлаждённые места. 

Термография (наряду с ультразвуковой биолокацией) является одним из перспективных современных методов диагностики в клинике нервных болезней.

Вопрос 121

Электромагнитные волны, шкала электромагнитных волн.

Взаимное образование электрических и магнитных полей приводит к понятию электромагнитной волны — распространение единого электромагнитного поля в пространстве.

Если распространение плоской механической волны описывалось одним уравнением, то распространение плоской электромагнитной волны описывается двумя уравнениями — соответственно для электрической и магнитной компонент единого электромагнитного поля:

здесь Е и В соответственно напряженность электрического поля и магнитная индукция, Е_m и В_m — их амплитудные значения.

Вся шкала электромагнитных волн условно подразделена на шесть диапазонов: радиоволны (длинные, средние и короткие), инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские волны и гамма-излучение. Эта классификация определяется либо механизмом образования волн, их частотой, либо возможностью их зрительного восприятия человеком.